Гадолиний, наука, fandom powered by wikia
Історія Правити
Походження назви Правити
У 1794 р професор хімії і мінералогії в університеті Або (Фінляндія) Гадолин, досліджуючи мінерал, знайдений поблизу містечка Иттерби в трьох милях від Стокгольма, відкрив у ньому невідому землю (оксид). Кілька років по тому Екеберг повторно досліджував цю землю і, встановивши наявність в ній берилію, назвав його иттриевой (Yttria). Мазандер показав, що иттриевая земля складається з двох земель, які він назвав тербиевой (Terbia) і ербіевий (Erbia). Далі Маріньяк в тербиевой землі, виділеної з мінералу самарскита, виявив ще одну землю - самариевой (Samaria). У 1879 р цю ж землю виділив з дидимия і нової землі, позначеної ним індексом "Аlfa", Лекок де Буабодран і за згодою Мариньяка назвав останню гадолиниевой землею в честь Гадоліна - першого дослідника мінералу іттербіта. Елемент, що міститься в гадолиниевой землі (Gadolinia), отримав назву гадоліній (Gadolinium); в чистому вигляді він отриманий в 1896 р
отримання Правити
ціни Правити
застосування Правити
Про гадолінієм як про матеріал сучасної технології розповідати можна досить довго, бо цей елемент постійно відкриває все нові і нові області свого застосування, і в не малою мірою це обумовлено не тільки осибимі ядерно-фізичними властивостями але і технологічністю. Основними областями застосування гадолінію є електроніка і атомна техніка.
Магнітні носії інформації Правити
Ряд сплавів гадолінію і особливо сплав з кобальтом і залізом дозволяє створювати носії інформації з колосальною щільністю запису. Це обумовлено тим що в цих сплавах утворюються особливі структури - ЦДМ - циліндричні магнітні домени. причому розміри доменів менше 1 мкм (!), що дозволяє створювати носії пам'яті для сучасної комп'ютерної техніки з щільністю запису 1-9 мільярдів біт на 1 квадратний сантиметр площі носія (.).
Гадолиний застосовується для вирощування методом Чохральського (витягування з розплаву) монокристалів гадоліній-галлиевого граната (ГГГ) і особливо гадоліній-галій-скандієві граната (ГСГГ), і ін. Особливі властивості ГСГГ дозволяють на його основі виготовляти лазерні системи з гранично високим ККД і надвисокими параметрами лазерного випромінювання. В принципі ГСГГ на сьогоднішній день є першим в достатній мірі вивченим і мають відпрацьовану технологію виробництва лазерним матеріалом - володіє високим ККД перетворення і придатним для створення лазерних систем для инерциального термоядерного синтезу. Ванадат гадолінію з іонами неодиму та тулия застосовується для виробництва твердотільних лазерів, що застосовуються для променевої обробки металів і каменю, а так само і в медицині.
В атомній техніці гадоліній знайшов застосування для захисту від теплових нейтронів, так як цей елемент має найвищу здатність до захоплення нейтронів з усіх елементів. Його перетин одно 49000 барн (!). Але з усіх ізотопів гадолінію найвищої здатність до захоплення нейтронів має його ізотоп гадоліній-157, перетин захоплення 254000 барн (.).
У зв'язку з цим гадолиний дуже цікавий для управління ядерним реактором і для конструювання захисту від нейтронів. На основі окису гадолінію виготовляються емалі, кераміка і фарби використовуються в атомній техніці. Для регулювання атомного реактора застосовується так само борат гадолінію. Розчинні з'єднання гадолінію можуть бути використані для стабілізації розчинів, одержуваних при переробці ТВЕЛів розчиненням в кислотах для подальшого поділу. Стабілізуючу дію солей гадолінію проявляється в здатність «глушити» ядерні реакції в таких розчинах і дозволяє ряд технологічних операцій пов'язаних з концентруванням таких розчинів, а значить із зменшенням критичного обсягу та освіті критичних мас.
Оксид гадолінію використовується для варіння скла, що поглинає теплові нейтрони. Найпоширеніший склад такого скла: оксид бору-33%, оксид кадмію-35%, оксид гадолінію-32%.
Отримання наднизьких температур Правити
У невеликому обсязі гадоліній застосовується для отримання наднизьких температур в наукових дослідженнях, так наприклад сульфат гадолінію при розмагнічування поблизу до Абсолютній нулю температур дозволяє знизити температуру до 0,0001 К.Наряду з сульфатом гадолінію для отримання наднизьких температур використовують так само і хлорид гадолінію.
Виробництво катодів електронних гармат Правити
Гексаборид гадолінію застосовується для виготовлення катодів потужних електронних гармат і рентгенівських установок, з огляду на найменшій роботи виходу з усіх боридів рідкісних земель, і його робота в 2,05 еВ порівнянна з роботою виходу лужних металів (калій, рубідій, цезій).
Ультрафіолетовий лазер Правити
Використання іонів гадолінію для збудження лазерного випромінювання дозволяє створити лазер працює в ближньому ультрафіолетовому діапазоні з довжиною хвилі 0,31 мк.
Виробництво металогідридів для зберігання водню Правити
Сплав гадоліній-залізо застосовується як дуже ємний акумулятор водню, і може бути застосований для водневого автомобіля.
Використання гадолінію в медицині Правити
Гадолиний-153 використовується в якості джерела випромінювання в медицині для діагностики остеопорозу. Хлорид гадолінію застосовується для блокади клітин Купфера при лікуванні печінки.
Зберігання радіоактивних відходів Правити
Сплав гадолінію і нікелю застосовується для виготовлення контейнерів для захоронення радіоактивних відходів.
Сплав гадолінію, германію, кремнію і невеликої кількості заліза (1%) застосовується для виробництва магнітних холодильників (на основі гігантського магнітокалоричний ефекту). Чистий гадолиний має магнітокалоричний ефект в точці Кюрі (
292K) порядку 1К в поле 10кЕ. Так само особливий інтерес в останні роки привертає до себе сплав гадоліній - тербий (монокристаллический) для виробництва магнітних холодильників.
Теллурид гадолінію може працювати в потужному потоці нейтронів як дуже хороший термоелектричний матеріал (термо-е.р.с 220-250 мкВ / К). Селенід гадолінію має відмінні термоелектричні властивості і вельми перспективний і вживаний матеріал у виробництві радіоізотопних джерел енергії.
Легування титанових сплавів Правити
Деяка кількість гадолінію постійно витрачається для виробництва спеціальних титанових сплавів (підвищує межу міцності і текучості при легуванні вже близько 5% гадолинием).
Гадолиний-148, який відчуває альфа-розпад (піврозпад 93 роки), є безпечним і в той же час виключно потужним джерелом тепла для радіоізотопних термоелектрогенераторов.