На «шаг» вперед европия. Речь о гадолинии. Этот металл отличается от 63-го элемента всего одним электроном. Он дополнительный. Поэтому, в таблице гадолиний стоит после европия.
Открыт герой статьи тоже после него. Началось все с изучения минерала самарскит. В 1794-ом названия у камня еще не было. Сначала, в минерале нашли , потом – и эрбий.
После, ученые выделили из камня самарий и, в итоге, гадолиний. Элемент открыли в 1880-ом. То есть, между обнаружением близ Стокгольма самарскита и находкой в нем 64-го металла прошло почти 9 десятилетий. Не зря ли трудились, нашел ли гадолиний практическое применение? Об этом, и не только, далее.
Химические и физические свойства гадолиния
Гадолиний относится к редкоземельным металлам. Они входят в 17-ю группу таблицы Менделеева. Все элементы группы похожи внешне. Поэтому, еще не видя гадолиния, можно понять, что он серебристо-белый.
Есть и общие химические черты. Так, характерная степень окисления гадолиния, как и у прочих элементов 17-ой группы, равна +3-ем. Под степенью окисления понимают условный заряд атома, число свободных электронов, готовых вступить в реакцию с частицами других веществ.
Вещество способно буквально захватывать их. С этим, кстати, связано уникальное свойство гадолиния . Среди всех элементов таблицы Менделеева у 64-го наибольшее сечение захвата тепловых нейтронов
Природные изотопы гадолиния стабильны. Среди веществ 17-ой группы периодической системы радиоактивный элемент всего один, и это не 64-ый, а 61-ый прометий. Однако, искусственно синтезированные изотопы гадолиния могут с ним «поспорить».
В природе металл существует лишь в 6-ти ипостасях. В лабораториях «вывели» несколько десятков. У двух из них сечение захвата близко к 70 000 барн. Даже у самария показатель на 4 000 меньше.
Два изотопа гадолиния с наибольшей способностью к захвату тепловых нейтронов, это Gd157 и Gd155. Однако, промышленники ценят и другие атомы 64-го элемента. Все они отлично совмещаются с черными металлами.
Последние, не теряют однородности, даже при 30-процентной примеси гадолиния . Оксид металла вводится, или чистое вещество, неважно. Выплавка остается однородной. Зачем в ней гадолиний, расскажем в главе «Применение». Пока же, продолжим изучать свойства материала.
Итак, 64-ый элемент подвержен окислению, но с трудом. Славится металл и удельным электрическим сопротивлением. Говоря иначе, гадолиний не проводит ток, причем, в любых условиях. Хвалят, так же, теплоемкость 64-го вещества.
При комнатной температуре она на 20% больше, чем у церия и лантана. Что же касается магнитных свойств гадолиния, они приближают металл к , и . Причем, два последних герою статьи уступают.
Не сложно догадаться, что гадолиний – ферромагнитик, то есть, намагничивается вне поля. Минус в том, что процесс протекает лишь до 17-ти градусов. Для сравнения, тот же никель сохраняет ферромагнитные свойства до 40-ка по шкале Цельсия.
Применение гадолиния
Говорилось о совмещении гадолиния с черными металлами. Но, 64-ый элемент отлично соединяется и с другими веществами. Так, именно герой статьи служит к титану, повышая его текучесть и прочность.
В шихту добавляют, как соли гадолиния , так и чистый металл. Если же взять конкурентов, к примеру, церий, он растворится в основе в 40 раз хуже. Вот почему промышленники гоняются за редким гадолинием, игнорируя более распространенные элементы.
Добавляют гадолиний и в стали. Лигатура раскисляет их, то есть, нейтрализует растворенный в расплаве кислород. Газ делает сплав пористым, ухудшает механические свойства стали.
Пригождается герой статьи и в атомных реакторах. Там из гадолиния состоят стержни. Зачастую, они содержат еще и сталь. Она удешевляет детали, мало влияя на способность захватывать нейтроны. В любом случае, стержни из гадолиния эффективнее, чем классические из кадмия. Последние, ловят нейтронов в 18 раз меньше.
В атомных реакторах, так же, встречается нитрат гадолиния . Он нужен для жидкостного регулирования реактивности установок. Через 5 часов добавки в воду 64-го вещества, уровень водорода в реакторе увеличивается в 18 раз, перекиси в 15, а кислорода – в 7. Для таких результатов достаточно раствора гадолиния концентрацией 10-3 моль на литр.
Еще одна сфера применения 64-го вещества – холодильная. В ней нужен сернокислый гадолиний. Он является парамагнетиком. Это значит, попадая в поле, материал намагничивается в его направлении.
Поэтому, если соль гадолиния оказывается в теплоизолированном помещении, в атмосфере инертных газов и магнитного поля, она нагревается. Заодно, смесь нагревает газ.
Остается откачать его, убрать магнитное поле. В этом случае охладится. Температура будет ниже начальной. Повторение цикла позволяет достичь абсолютного ноля.
Найти 64-ый элемент можно и в скоростных компьютерах. В них присутствует окись гадолиния . Ее добавляют в железо-иттриевые , исключающие искажение сигнала.
Сигнал нельзя искажать и делая МРТ сердца. С гадолинием снимки получаются максимально контрастными. Поэтому, 64-ый металл применяют во всех рентгенаппаратах.
Так, в качестве источника излучения гадолиний помогает выявить остеопороз, опухоли и прочие недуги организма. Так же, создан ряд лекарств на основе 64-го элемента. Препараты гадолиния , к примеру, блокируют клетки Купфера. Это макрофаги печени. Они захватывают бактерии, что не уместно при лечении ряда заболеваний органа.
Производство гадолиния
Наиболее выгодно производство 64-го элемента из отходов прочих производств. Как правило, это безводные фториды. Их восстанавливают . Это универсальный способ получения всех редкоземельных металлов.
Кальций берут металлический, в порошке. Смесь с фторидом помещают в танталовый тигель и раскаляют. В качестве атмосферы нужен газ аргон. Запускается реакция, после которой остается удалить шлак, оставив чистый металл.
Купить гадолиний , произведенный восстановлением фторида, стоит лишь при соответствии техническому условию за номером 48-4-210-72. Именно оно регламентирует изготовление материала, у которого есть несколько марок, к примеру, ГдМ-1, ГдМ-2 и ГдМ-3.
Цена гадолиния
Цена гадолиния зависит от формы выпуска и чистоты металла. Если последняя составляет 99,9%, за килограмм слитков просят от 20 000 рублей. Соответственно, высчитывается цена гадолиния за грамм .
Получается 20 рулей. Дешевле стоят соединения металла. Так, килограмм оксида гадолиния обходится от 7 000 рублей. Обычно, это 7 900-8 000. Ценник указан для розницы. Оптовикам, конечно, делают скидки. Однако, поскольку гадолиний редкоземельный, то есть, мало распространен, продавцы сбрасывают по минимуму.
Интересно, что еще пару десятилетий назад 64-ый элемент отдавали за бесценок, поскольку не находили ему применение. В изданиях 20-го века так и пишется: — «Не имеет практического применения».
Как видно, наука не стоит на месте, ситуация меняется и, возможно, стоит закупиться впрок. Эксперты утверждают, что цена на гадолиний будет лишь расти.
Гадолиний – серебристо-белый металл средней твердости и пластичности. Плотность его 7,897 г/см3, температура плавления 1312°C. Ферромагнетик, причем точка Кюри находится примерно при комнатной температуре. Уникальное свойство гадолиния – он обладает наибольшей способностью к захвату тепловых нейтронов среди всех известных нерадиоактивных элементов (от 49000 барн и выше в зависимости от изотопного состава).
Гадолиний относится к редкоземельным металлам и его химические свойства во многом похожи на свойства остальных металлов данной группы. Однако гадолиний намного устойчивее на воздухе, чем, например, лантан, неодим и церий.
Металлический гадолиний получают восстановлением GdCl3 или GdF3 кальцием в вакууме. Однако для получения этих галогенидов в чистом виде из исходного минерального сырья (монациты и бастнациты) требуется немало стадий обогащения и разделения редкоземельных элементов.
О гадолинии как о материале современной технологии рассказывать можно довольно долго, ибо этот элемент постоянно открывает все новые и новые области своего применения, и в немалой степени это обусловлено не только особыми ядерно-физическими свойствами, но и технологичностью. Основными областями применения гадолиния являются электроника и ядерная энергетика.
Также гадолиний применяется в изготовлении магнитных носителей информации с огромной плотностью записи, термоэлектрических и лазерных материалов, сверхпроводников, катодов электронных пушек, в производстве металлогидридов для хранения водорода и легировании титановых сплавов. Также применяется для получения сверхнизких температур и создания ультрафиолетового лазера (ионы гадолиния используются для возбуждения лазерного излучения, что позволяет создать лазер, который работает в ближнем ультрафиолетовом диапазоне с длиной волны 310 нм). Сплав гадолиния и никеля применяется для изготовления контейнеров для захоронения радиоактивных отходов.
Некоторые МРТ-исследования неинформативны без контрастного усиления. Первое парамагнитное контрастное вещество было создано фирмой «Байер» в 1988 году. Современный контрастный препарат гадодиамид содержит гадолиний. Он представляет собой раствор комплексного соединения на основе водорастворимой соли гадолиния (как правило, хлорида или сульфата), который вводится внутривенно и накапливается в областях с повышенным кровоснабжением (например, злокачественных опухолях). Из-за содержания редкоземельных элементов контрастное вещество относительно дорогое - цена одной дозы в 2010 году составляло 5000-10 000 рублей.
Гадолиний Гадоли́ний
(лат. Gadolinium), химический элемент III группы периодической системы, относится к лантаноидам. Назван по имени финского химика Ю. Гадолина. Металл, плотность 7,895 г/см 3 , t пл 1312ºC. Ферромагнетик (ниже 19ºC). Компонент магнитных сплавов, синтетических гранатов; перспективный материал для регулирующих стержней ядерных реакторов.
ГАДОЛИНИЙГАДОЛИ́НИЙ (лат. gadolinium, по имени финского химика Ю. Гадолина), Gd (читается «гадолиний»), химический элемент с атомным номером 64, атомная масса 157,25. Состоит из семи изотопов 152 Gd (0,200%), 154 Gd (2,15%), 155 Gd (14,73%), 156 Gd (20,47%), 157 Gd (15,68%), 158 Gd (24,87%) и 160 Gd (21,90%). Конфигурация трех внешних электронных слоев 4s
2
p
6
d
10
f
7
5s
2
p
6
d
1
6s
2
. Степень окисления в соединениях +3 (валентность III), реже +1 (валентность I) и +2 (валентность II).
Относится к редкоземельным элементам (входит в иттриевую подгруппу лантаноидов). Расположен в III B группе, в 6 периоде периодической системы.
Радиус нейтрального атома 0,179 нм, радиус иона Gd 2+ - 0,092-0,109 нм, иона Gd 3+ - 0,115 - 0,128 нм. Энергии ионизации 6,14, 12,1, 20,6, 44 эВ. Электроотрицательность по Полингу (см.
ПОЛИНГ Лайнус)
1,1.
История открытия
Гадолиний открыт в 1880 Ж. де Мариньяком (см.
МАРИНЬЯК Жан Шарль Галиссар де)
, который спектроскопически доказал присутствие в смеси оксидов редкоземельных элементов нового элемента.
Нахождение в природе
Содержание в земной коре 5,410 -4 %, в морской воде 610 -7 мг/л.
Входит в состав минералов гадолинит, ксенотим, монацит (см.
МОНАЦИТ)
,
апатит (см.
АПАТИТ)
,
бастнезит (см.
БАСТНЕЗИТ)
и других.
Получение
Металлический гадолиний получают восстановлением фторида или хлорида гадолиния (GdF 3 , GdCl 3) кальцием. Соединения гадолиния получают разделением оксидов редкоземельных металлов на фракции методами ионного обмена, экстракции и дробной кристаллизации.
Физические и химические свойства
Гадолиний - светло-серый металл. Ниже 1260 °C устойчив a-Gd с гексагональной решеткой, а
= 0,36360 нм, с
= 0,57826 нм, выше 1260 °C - b-Gd с кубической решеткой. Плотность 7,895 кг/дм 3 . Температура плавления 1312 °C, температура кипения 3280 °C. Ферромагнетик, точка Кюри 292 К.
Гадолиний медленно окисляется на воздухе, быстро - выше 100 °C. При нагревании металлический гадолиний реагирует с галогенами, азотом, водородом. Взаимодействует с минеральными кислотами, кроме HF, не взаимодействует с растворами щелочей.
Оксид Gd 2 О 3 (белые кристаллы) обладает основными свойствами, ему отвечает основание Gd(ОН) 3 .
Применение
Гадолиний - компонент магнитных сплавов с железом, никелем, кобальтом, материал для регулирующих стержней ядерных реакторов. Соединения гадолиния используют при выращивании гадолиний-галлиевого граната, как компоненты при изготовлении люминофоров.
Энциклопедический словарь . 2009 .
Синонимы :Смотреть что такое "Гадолиний" в других словарях:
- (Gadolinium), Gd, химическая элемент III группы периодической системы, атомный номер 64, атомная масса 157,25; относится к редкоземельным элементам; металл. Гадолиний открыт французским химиком П. Лекоком де Буабодраном в 1886 … Современная энциклопедия
Гадолиний - (Gadolinium), Gd, химическая элемент III группы периодической системы, атомный номер 64, атомная масса 157,25; относится к редкоземельным элементам; металл. Гадолиний открыт французским химиком П. Лекоком де Буабодраном в 1886. … Иллюстрированный энциклопедический словарь
- (лат. Gadolinium) Gd, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 64, атомная масса 157,25, относится к лантаноидам. Назван по имени финского химика Ю. Гадолина. Металл, плотность 7,895 г/см³, tкип 1312 .С.… … Большой Энциклопедический словарь
- (символ Gd), серебристо белый металлический элемент ряда ЛАНТАНОИДОВ, впервые выделенный в форме оксида в 1880 г. Основными рудами являются гадолинит, монацит и бастнезит. Ковкий и вязкий металл; область его применения связана с присущим ему… … Научно-технический энциклопедический словарь
Gd (Gadolinium, от имени фин. химика Ю. Гадолина, J. Gadolin * a. gadolinium; н. Gadolinium; ф. gadolinium; и. gadolinio), хим. элемент III группы периодич. системы элементов Mенделеева, ат. н. 64, ат. м. 157,25; относится к… … Геологическая энциклопедия
Сущ., кол во синонимов: 3 лантаноид (15) металл (86) элемент (159) Словарь синонимов ASIS … Словарь синонимов
гадолиний - Gd Элемент III группы периодической системы; ат. н. 64, ат. м. 157,25; металл светло серого цвета с металлич. блеском. Открыт в 1880 г. швед, химиком Ж. Мариньяком и франц. химиком П. Э. Лекоком де Буабодраном. Металлич. Gd впервые получил в 1937 … Справочник технического переводчика
64 Европий ← Гадолиний → Тербий … Википедия
- (лат. Gadolinium), хим. элемент III гр. периодич. системы, относится к лантаноидам. Назван по имени фин. химика Ю. Гадолина. Металл, плотн. 7,895 г/см3, tпл 1312 оС. Ферромагнетик (ниже 19 °С). Компонент магн. сплавов, синтетич. гранатов;… … Естествознание. Энциклопедический словарь
- (по имени финского химика Гадолина (Gadolin), 1760 1852) хим. элемент из семейства лантаноидов, символ Gd (лат. gadolinium), металл. Новый словарь иностранных слов. by EdwART, 2009. гадолиний [Словарь иностранных слов русского языка
Книги
- Спиральная компьютерная томография при опухолях почки , Иванов А. П., Буйлов В.М., Борисанов А.В.. 112 с. В монографии обобщен опыт Ярославской областной клинической онкологической больницы, кафедр урологии и онкологии Ярославской государственной медицинской академии по использованию…
- Физико-химические аспекты технологии монокристаллов сложных оксидных соединений , . В сборнике представлены работы по созданию технологий и исследованию свойств новых кристаллов для квантовой электроники. Определено влияние разупорядоченности на спектроскопические и…
Элемент № 64, гадолиний, открыт в 1880 г. Первооткрыватель этого элемента - швейцарский химик Жан Шарль Галиссар де Мариньяк (1817- 1894) - долгое время работал во Франции. Общие научные интересы - редкие земли и спектральный анализ - сблизили его с Лекоком де Буабодраном. Именно Лекок де Буабодран, с согласия Мариньяка, назвал гадолиниевой открытую им новую землю. А через два года после смерти Мариньяка был впервые получен в относительно чистом виде элементарный гадолиний. Между прочим, это был первый случай в истории науки, когда химический элемент назвали в память об ученом - Юхане Гадолине, одном из первых исследователей редких земель. Лишь через 64 года появится второй элемент-памятник - кюрий, а затем эйнштейний, фермий, менделевий...
На первый взгляд, по физическим и химическим свойствам гадолиний ничем не отличается от других редкоземельных металлов
. Он - светлый, незначительно окисляющийся на воздухе металл - по отношению к кислотам и другим реагентам ведет себя так же, как лантан и церий . Но с гадолиния начинается иттриевая подгруппа редкоземельных элементов, а это значит, что на электронных оболочках его атомов должны быть электроны с антипараллельными спинами.
Всего один дополнительный электрон появился в атоме гадолиния по сравнению с атомом предыдущего элемента, европия. Он, этот добавочный электрон, попал на вторую снаружи оболочку, а первые пять электронных «слоев», в том числе и развивающаяся у большинства лантаноидов оболочка N, у атомов европия и гадолиния построены одинаково. Всего один электрон и один протон в ядре, но как преображают они некоторые свойства очередного лантаноида!
Прежде всего, гадолинию свойственно наивысшее среди всех элементов сечение захвата тепловых нейтронов: 46 тыс. барн - такова эта величина для природной смеси изотопов гадолиния. А у гадолиния-157 (его доля в природной смеси - 15,68%) сечение захвата превышает 150 тыс. барн. Это «рекордсмен» среди всех стабильных изотопов.
Столь большое сечение захвата дает возможность применять гадолиний
при управлении цепной ядерной реакции и для защиты от нейтронов. Правда, активно захватывающие нейтроны изотопы гадолиния (157 Gd и 155 Gd) в реакторах довольно быстро «выгорают» - превращаются в «соседние» ядра, у которых сечение захвата на много порядков меньше. Поэтому в конструкциях регулирующих стержней с гадолинием могут конкурировать другие Редкоземельные элементы, прежде всего самарий и европий.
Тем не менее еще в начале 60-х годов управляющие стержни для некоторых атомных реакторов в США начали делать из нержавеющей стали с присадками гадолиния. Видимо, это давало какие-то технические или экономические преимущества.
Элементу № 64 свойственно не только высокое сечение захвата, но и хорошая совместимость с другими компонентами черных металлов. Поэтому в них можно, не утрачивая однородности, вводить до 30% гадолиния.
Столь же однородны сплавы гадолиния с титаном (до 20% Gd). Церий же, к примеру, растворяется в титане в 40 раз хуже. А редкоземельные металлы хорошо легируют сплавы не только на магниевой, но и на титановой основе. Улучшать свойства титана (когда это нужно - они и так достаточно хороши) приходится именно гадолинием. Пятипроцентная добавка элемента № 64 заметно повышает прочность и предел текучести сплавов на титановой основе.
Выходит, что не только рекордными сечениями захвата знаменит гадолиний!
А еще у него максимальное по сравнению со всеми другими лантаноидами удельное электрическое сопротивление - примерно вдвое больше, чем у его аналогов. И удельная теплоемкость гадолиния на 20% (при 25° С) превышает удельную теплоемкость лантана и церия. Наконец, магнитные свойства ставят элемент № 64 в один ряд с железом, кобальтом и никелем . В обычных условиях, когда лантан и другие лантаноиды парамагнитны, гадолиний - ферромагнетик, причем даже более сильный, чем никель и кобальт. Но железо и кобальт сохраняют феррсмагнитность и при температуре порядка 1000° К, никель - 631° К. Гадолиний же теряет это свойство, будучи нагрет всего до 290°К (17° С).
Необычны магнитные свойства и у некоторых соединений гадолиния. Его сульфат и хлорид (гадолиний, кстати, всегда трехвалентен), размагничиваясь, заметно охлаждаются. Это свойство использовали для получения сверхнизкой температуры. Сначала соль Gd 2 (S0 4) 3 *8H 2 0 помещают в магнитное поле и охлаждают до предельно возможной температуры. А затем дают ей размагнититься. При этом запас энергии, которой обладала соль, еще уменьшается, и в конце опыта температура кристаллов отличается от абсолютного нуля всего на одну тысячную градуса.
Сплавы гадолиния
В области сверхнизких температур открыто еще одно применение элемента № 64. Сплав гадолиния с церием и рутением в этих условиях приобретает сверхпроводимость и в то же время обнаруживает слабый ферромагнетизм. Таким образом, для магнетохимии представляют непреходящий интерес и сам гадолиний, и его соединения, и сплавы. Другой сплав гадолиния - с титаном применяют в качестве активатора в стартерах люминесцентных ламп. Этот сплав впервые получен в нашей стране.
Несколько слов о других практически важных соединениях элемента № 64. Окись гадолиния Gd 2 0 3 используют как один из компонентов железо-иттриевых ферритов. Люминофоры с оксисульфидом гадолиния позволяют получать наиболее контрастные рентгеновские снимки. Молибдат гадолиния - компонент галлий-гадолиниевых гранатов. Эти материалы представляют большой интерес для оптоэлектроники. А селенид гадолиния Gd2Se3 обладает полупроводниковыми свойствами.
Вероятно, заканчивая, следует указать цены на гадолиний. Этот своеобразный элемент достаточно дорог. В 1970 г. килограмм гадолиния чистотой 99,76% стоил 1500 рублей. Гадолиний, конечно, дорог, однако дешевле европия, тербия,
(эВ)
10,0 кДж/моль
398 кДж/моль
гексагональная
(300 K) (10,5) Вт/(м·К)
История
Нахождение в природе
Кларк гадолиния в земной коре (по Тейлору) - 8 г/т , содержание в воде океанов - 2,4×10 −6 мг/л .
Месторождения
Получение
Гадолиний получают восстановлением фторида или хлорида гадолиния (GdF 3 , GdCl 3) кальцием. Соединения гадолиния получают разделением оксидов редкоземельных металлов на фракции.
Цены
Цены на металлический гадолиний чистотой 99,9 % в конце 2014 года составили 132,5 долл. США за 1 кг .
Изотопы
Физические свойства
Химические свойства
Применение
О гадолинии как о материале современной технологии рассказывать можно довольно долго, ибо этот элемент постоянно открывает все новые и новые области своего применения, и в немалой степени это обусловлено не только особыми ядерно-физическими свойствами, но и технологичностью. Основными областями применения гадолиния являются электроника и ядерная энергетика .
Магнитные носители информации
Ряд сплавов гадолиния и особенно сплав с кобальтом и железом позволяет создавать носители информации с колоссальной плотностью записи. Это обусловлено тем, что в этих сплавах образуются особые структуры - ЦМД - цилиндрические магнитные домены , причём размеры доменов менее 1 мкм , что позволяет создавать носители памяти для современной компьютерной техники с плотностью записи 1-9 миллиардов бит , что равно примерно 0,1-1 ГБ на 1 квадратный сантиметр площади носителя.
Контрастирование при МРТ
Лазерные материалы
Гадолиний применяется для выращивания методом Чохральского (вытягивание из расплава) монокристаллов гадолиний-галлиевого граната (ГГГ) и особенно гадолиний-галлий-скандиевого граната (ГГСГ), и др. Особые свойства ГСГГ позволяют на его основе изготавливать лазерные системы с предельно высоким КПД и сверхвысокими параметрами лазерного излучения. В принципе, ГСГГ на сегодняшний день является первым в достаточной степени изученным и имеющим отработанную технологию производства лазерным материалом - обладающим высоким КПД преобразования и пригодным для создания лазерных систем для инерциального термоядерного синтеза.
Ванадат гадолиния с ионами неодима и тулия применяется для производства твердотельных лазеров, применяемых для лучевой обработки металлов и камня, а также и в медицине.
Ядерная энергетика
В атомной технике гадолиний нашел применение для защиты от тепловых нейтронов, так как этот элемент обладает наивысшей способностью к захвату нейтронов из всех стабильных элементов. Его сечение равно 49 000 барн . Из всех изотопов гадолиния наивысшей способностью к захвату нейтронов обладает его изотоп гадолиний-157 (сечение захвата - 254 000 барн ).
В этой связи гадолиний очень интересен для управления ядерным реактором и для конструирования защиты от нейтронов. На основе окиси гадолиния изготавливаются эмали, керамика и краски, используемые в атомной технике. Для регулирования атомного реактора применяется также борат гадолиния. Растворимые соединения гадолиния могут быть использованы для стабилизации растворов, получаемых при переработке ТВЭЛов растворением в кислотах для последующего разделения. Стабилизирующее действие солей гадолиния проявляется в способности «глушить» ядерные реакции в таких растворах, и позволяет осуществлять ряд технологических операций, связанных с концентрированием таких растворов, а значит, с уменьшением критического объёма и образованием критических масс.
Оксид гадолиния используется для варки стекла, поглощающего тепловые нейтроны . Самый распространенный состав такого стекла: оксид бора - 33 %, оксид кадмия - 35 %, оксид гадолиния - 32 %.
Получение сверхнизких температур
В небольшом объёме гадолиний применяется для получения сверхнизких температур в научных исследованиях, так, например, сульфат гадолиния при размагничивании вблизи к Абсолютному нулю температур позволяет снизить температуру до 0,0001 К . Наряду с сульфатом гадолиния для получения сверхнизких температур используют также и хлорид гадолиния.
Сверхпроводники
В качестве одного из базовых компонентов входит в состав сверхпроводящей керамики с общей формулой RE-123, где RE обозначает редкоземельные металлы . Полная формула высокотемпературной сверхпроводящей керамики на основе гадолиния - GdBa 2 Cu 3 O 7-δ , сокращенно - GdBCO. Температура сверхпроводящего перехода - около 94 К. Является одним из наиболее передовых ВТСП-материалов.
Производство катодов электронных пушек
Хранение радиоактивных отходов
Сплав гадолиния и никеля применяется для изготовления контейнеров для захоронения радиоактивных отходов.
Гигантский магнитокалорический эффект [неизвестный термин ]
Сплав гадолиния, германия, кремния и небольшого количества железа (1 %) применяется для производства магнитных холодильников (на основе гигантского магнитокалорического эффекта).
Чистый гадолиний имеет максимальное значение магнитокалорического эффекта в точке Кюри (около 290 K ) порядка 4,9 К при адиабатическом намагничивании полем 20 кЭ . Также особый интерес в последние годы привлекает к себе сплав гадолиний - тербий (монокристаллический).
Термоэлектрические материалы
Теллурид гадолиния может работать в мощном потоке нейтронов как очень хороший термоэлектрический материал (термо-э.д.с. 220 -250 мкВ/К ). Селенид гадолиния имеет отличные термоэлектрические свойства и весьма перспективный и применяемый материал в производстве радиоизотопных источников энергии.
Легирование титановых сплавов
Некоторое количество гадолиния постоянно расходуется для производства специальных титановых сплавов (повышает предел прочности и текучести при легировании уже около 5 % гадолинием).
Биологическая роль
Гадолиний является ингибитором механочувствительных ионных каналов, обратимо блокирует их в микромолярных концентрациях. Также он может блокировать и некоторые другие ионные каналы.
См. также
Напишите отзыв о статье "Гадолиний"
Примечания
Ссылки
- на YouTube - учебный фильм «Точка Кюри гадолиния»
| Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева | ||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Gd | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Щёлочноземельные металлы | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Отрывок, характеризующий Гадолиний
– Я бы не исполнил своей обязанности, граф, – сказал он робким голосом, – и не оправдал бы того доверия и чести, которые вы мне сделали, выбрав меня своим секундантом, ежели бы я в эту важную минуту, очень важную минуту, не сказал вам всю правду. Я полагаю, что дело это не имеет достаточно причин, и что не стоит того, чтобы за него проливать кровь… Вы были неправы, не совсем правы, вы погорячились…– Ах да, ужасно глупо… – сказал Пьер.
– Так позвольте мне передать ваше сожаление, и я уверен, что наши противники согласятся принять ваше извинение, – сказал Несвицкий (так же как и другие участники дела и как и все в подобных делах, не веря еще, чтобы дело дошло до действительной дуэли). – Вы знаете, граф, гораздо благороднее сознать свою ошибку, чем довести дело до непоправимого. Обиды ни с одной стороны не было. Позвольте мне переговорить…
– Нет, об чем же говорить! – сказал Пьер, – всё равно… Так готово? – прибавил он. – Вы мне скажите только, как куда ходить, и стрелять куда? – сказал он, неестественно кротко улыбаясь. – Он взял в руки пистолет, стал расспрашивать о способе спуска, так как он до сих пор не держал в руках пистолета, в чем он не хотел сознаваться. – Ах да, вот так, я знаю, я забыл только, – говорил он.
– Никаких извинений, ничего решительно, – говорил Долохов Денисову, который с своей стороны тоже сделал попытку примирения, и тоже подошел к назначенному месту.
Место для поединка было выбрано шагах в 80 ти от дороги, на которой остались сани, на небольшой полянке соснового леса, покрытой истаявшим от стоявших последние дни оттепелей снегом. Противники стояли шагах в 40 ка друг от друга, у краев поляны. Секунданты, размеряя шаги, проложили, отпечатавшиеся по мокрому, глубокому снегу, следы от того места, где они стояли, до сабель Несвицкого и Денисова, означавших барьер и воткнутых в 10 ти шагах друг от друга. Оттепель и туман продолжались; за 40 шагов ничего не было видно. Минуты три всё было уже готово, и всё таки медлили начинать, все молчали.
– Ну, начинать! – сказал Долохов.
– Что же, – сказал Пьер, всё так же улыбаясь. – Становилось страшно. Очевидно было, что дело, начавшееся так легко, уже ничем не могло быть предотвращено, что оно шло само собою, уже независимо от воли людей, и должно было совершиться. Денисов первый вышел вперед до барьера и провозгласил:
– Так как п"отивники отказались от п"ими"ения, то не угодно ли начинать: взять пистолеты и по слову т"и начинать сходиться.
– Г…"аз! Два! Т"и!… – сердито прокричал Денисов и отошел в сторону. Оба пошли по протоптанным дорожкам всё ближе и ближе, в тумане узнавая друг друга. Противники имели право, сходясь до барьера, стрелять, когда кто захочет. Долохов шел медленно, не поднимая пистолета, вглядываясь своими светлыми, блестящими, голубыми глазами в лицо своего противника. Рот его, как и всегда, имел на себе подобие улыбки.
– Так когда хочу – могу стрелять! – сказал Пьер, при слове три быстрыми шагами пошел вперед, сбиваясь с протоптанной дорожки и шагая по цельному снегу. Пьер держал пистолет, вытянув вперед правую руку, видимо боясь как бы из этого пистолета не убить самого себя. Левую руку он старательно отставлял назад, потому что ему хотелось поддержать ею правую руку, а он знал, что этого нельзя было. Пройдя шагов шесть и сбившись с дорожки в снег, Пьер оглянулся под ноги, опять быстро взглянул на Долохова, и потянув пальцем, как его учили, выстрелил. Никак не ожидая такого сильного звука, Пьер вздрогнул от своего выстрела, потом улыбнулся сам своему впечатлению и остановился. Дым, особенно густой от тумана, помешал ему видеть в первое мгновение; но другого выстрела, которого он ждал, не последовало. Только слышны были торопливые шаги Долохова, и из за дыма показалась его фигура. Одной рукой он держался за левый бок, другой сжимал опущенный пистолет. Лицо его было бледно. Ростов подбежал и что то сказал ему.
– Не…е…т, – проговорил сквозь зубы Долохов, – нет, не кончено, – и сделав еще несколько падающих, ковыляющих шагов до самой сабли, упал на снег подле нее. Левая рука его была в крови, он обтер ее о сюртук и оперся ею. Лицо его было бледно, нахмуренно и дрожало.
– Пожалу… – начал Долохов, но не мог сразу выговорить… – пожалуйте, договорил он с усилием. Пьер, едва удерживая рыдания, побежал к Долохову, и хотел уже перейти пространство, отделяющее барьеры, как Долохов крикнул: – к барьеру! – и Пьер, поняв в чем дело, остановился у своей сабли. Только 10 шагов разделяло их. Долохов опустился головой к снегу, жадно укусил снег, опять поднял голову, поправился, подобрал ноги и сел, отыскивая прочный центр тяжести. Он глотал холодный снег и сосал его; губы его дрожали, но всё улыбаясь; глаза блестели усилием и злобой последних собранных сил. Он поднял пистолет и стал целиться.
– Боком, закройтесь пистолетом, – проговорил Несвицкий.
– 3ак"ойтесь! – не выдержав, крикнул даже Денисов своему противнику.
Пьер с кроткой улыбкой сожаления и раскаяния, беспомощно расставив ноги и руки, прямо своей широкой грудью стоял перед Долоховым и грустно смотрел на него. Денисов, Ростов и Несвицкий зажмурились. В одно и то же время они услыхали выстрел и злой крик Долохова.
– Мимо! – крикнул Долохов и бессильно лег на снег лицом книзу. Пьер схватился за голову и, повернувшись назад, пошел в лес, шагая целиком по снегу и вслух приговаривая непонятные слова:
– Глупо… глупо! Смерть… ложь… – твердил он морщась. Несвицкий остановил его и повез домой.
Ростов с Денисовым повезли раненого Долохова.
Долохов, молча, с закрытыми глазами, лежал в санях и ни слова не отвечал на вопросы, которые ему делали; но, въехав в Москву, он вдруг очнулся и, с трудом приподняв голову, взял за руку сидевшего подле себя Ростова. Ростова поразило совершенно изменившееся и неожиданно восторженно нежное выражение лица Долохова.
– Ну, что? как ты чувствуешь себя? – спросил Ростов.
– Скверно! но не в том дело. Друг мой, – сказал Долохов прерывающимся голосом, – где мы? Мы в Москве, я знаю. Я ничего, но я убил ее, убил… Она не перенесет этого. Она не перенесет…
– Кто? – спросил Ростов.
– Мать моя. Моя мать, мой ангел, мой обожаемый ангел, мать, – и Долохов заплакал, сжимая руку Ростова. Когда он несколько успокоился, он объяснил Ростову, что живет с матерью, что ежели мать увидит его умирающим, она не перенесет этого. Он умолял Ростова ехать к ней и приготовить ее.
Ростов поехал вперед исполнять поручение, и к великому удивлению своему узнал, что Долохов, этот буян, бретёр Долохов жил в Москве с старушкой матерью и горбатой сестрой, и был самый нежный сын и брат.
Пьер в последнее время редко виделся с женою с глазу на глаз. И в Петербурге, и в Москве дом их постоянно бывал полон гостями. В следующую ночь после дуэли, он, как и часто делал, не пошел в спальню, а остался в своем огромном, отцовском кабинете, в том самом, в котором умер граф Безухий.
Он прилег на диван и хотел заснуть, для того чтобы забыть всё, что было с ним, но он не мог этого сделать. Такая буря чувств, мыслей, воспоминаний вдруг поднялась в его душе, что он не только не мог спать, но не мог сидеть на месте и должен был вскочить с дивана и быстрыми шагами ходить по комнате. То ему представлялась она в первое время после женитьбы, с открытыми плечами и усталым, страстным взглядом, и тотчас же рядом с нею представлялось красивое, наглое и твердо насмешливое лицо Долохова, каким оно было на обеде, и то же лицо Долохова, бледное, дрожащее и страдающее, каким оно было, когда он повернулся и упал на снег.
«Что ж было? – спрашивал он сам себя. – Я убил любовника, да, убил любовника своей жены. Да, это было. Отчего? Как я дошел до этого? – Оттого, что ты женился на ней, – отвечал внутренний голос.
«Но в чем же я виноват? – спрашивал он. – В том, что ты женился не любя ее, в том, что ты обманул и себя и ее, – и ему живо представилась та минута после ужина у князя Василья, когда он сказал эти невыходившие из него слова: „Je vous aime“. [Я вас люблю.] Всё от этого! Я и тогда чувствовал, думал он, я чувствовал тогда, что это было не то, что я не имел на это права. Так и вышло». Он вспомнил медовый месяц, и покраснел при этом воспоминании. Особенно живо, оскорбительно и постыдно было для него воспоминание о том, как однажды, вскоре после своей женитьбы, он в 12 м часу дня, в шелковом халате пришел из спальни в кабинет, и в кабинете застал главного управляющего, который почтительно поклонился, поглядел на лицо Пьера, на его халат и слегка улыбнулся, как бы выражая этой улыбкой почтительное сочувствие счастию своего принципала.
«А сколько раз я гордился ею, гордился ее величавой красотой, ее светским тактом, думал он; гордился тем своим домом, в котором она принимала весь Петербург, гордился ее неприступностью и красотой. Так вот чем я гордился?! Я тогда думал, что не понимаю ее. Как часто, вдумываясь в ее характер, я говорил себе, что я виноват, что не понимаю ее, не понимаю этого всегдашнего спокойствия, удовлетворенности и отсутствия всяких пристрастий и желаний, а вся разгадка была в том страшном слове, что она развратная женщина: сказал себе это страшное слово, и всё стало ясно!
«Анатоль ездил к ней занимать у нее денег и целовал ее в голые плечи. Она не давала ему денег, но позволяла целовать себя. Отец, шутя, возбуждал ее ревность; она с спокойной улыбкой говорила, что она не так глупа, чтобы быть ревнивой: пусть делает, что хочет, говорила она про меня. Я спросил у нее однажды, не чувствует ли она признаков беременности. Она засмеялась презрительно и сказала, что она не дура, чтобы желать иметь детей, и что от меня детей у нее не будет».
Потом он вспомнил грубость, ясность ее мыслей и вульгарность выражений, свойственных ей, несмотря на ее воспитание в высшем аристократическом кругу. «Я не какая нибудь дура… поди сам попробуй… allez vous promener», [убирайся,] говорила она. Часто, глядя на ее успех в глазах старых и молодых мужчин и женщин, Пьер не мог понять, отчего он не любил ее. Да я никогда не любил ее, говорил себе Пьер; я знал, что она развратная женщина, повторял он сам себе, но не смел признаться в этом.
И теперь Долохов, вот он сидит на снегу и насильно улыбается, и умирает, может быть, притворным каким то молодечеством отвечая на мое раскаянье!»
Пьер был один из тех людей, которые, несмотря на свою внешнюю, так называемую слабость характера, не ищут поверенного для своего горя. Он переработывал один в себе свое горе.
