Гадолиний
Автор веб-страницы - ученица 11 класса Жигайлова Валерия
Эссе
Химическая таблица Д.И.Менделеева играет огромную роль в нашей жизни. Когда-то она развивалась сама, а теперь развивает всё вокруг себя. Собственно, такое развитие даёт не всегда хорошие плоды. Большинство минусов отражается на здоровье людей, поэтому сейчас так распространён рак, но нанотехнологии вносят в нашу жизнь надежду и веру в то, что данное заболевание исчезнет, а другие не появятся. В нанотехнологиях используется множество химических элементов, а также химических соединений.
Итак, когда у человека есть подозрения на опухоль, врачи первым делом отправляют его на МРТ. Данное оборудование с помощью наночастиц в кору головного мозга. Что же используется для этого? Какой химический элемент? Мало кто знает, но это – гадолиний . На его базе используются МР-контрасты. Гадоли́ний (новолат. Gadolinium), Gd — химический элемент III группы периодической системы Менделеева, атомный номер — 64, атомная масса — 157,25. Относится к лантаноидам. Гадолиний получают восстановлением фторида или хлорида гадолиния кальцием. Ряд сплавов гадолиния и особенно сплав с кобальтом и железом позволяет создавать носители информации с колоссальной плотностью записи. Стоит только задуматься, что такой малоизвестный нам с уроков химии лантаноид, может использоваться в таких важных целях. Выходит, что благодаря гадолинию, врачи могут вовремя распознать появления опухоли и своевременно назначить лечение.
Таким образом, благодаря химической таблице Д.И.Менделеева мы имеем такой замечательный элемент, как гадолиний. Кроме этого, благодаря нанотехнологиям, он может применяться при МРТ.
Факты
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
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.
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.
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.
В качестве одного из базовых компонентов входит в состав сверхпроводящей керамики с общей формулой RE-123, где RE обозначает редкоземельные металлы.
Производство катодов электронных пушек
Гексаборид гадолиния применяется для изготовления катодов мощных электронных пушек и рентгеновских установок, ввиду самой маленькой работы выхода из всех боридов редких земель — его работа в 2,05 эВ сравнима с работой выхода щелочных металлов (калий, рубидий, цезий).
Ультрафиолетовый лазер
Использование ионов гадолиния для возбуждения лазерного излучения позволяет создать лазер, работающий в ближнем ультрафиолетовом диапазоне с длиной волны 310 нм.
Производство металлогидридов для хранения водорода
Сплав гадолиний-железо применяется как очень емкий аккумулятор водорода, и может быть применен для водородного автомобиля.
Использование гадолиния в медицине
Гадолиний-153 используется в качестве источника излучения в медицине для диагностики остеопороза. Хлорид гадолиния применяется для блокады клеток Купфера при лечении печени.
Контрастный препарат гадодиамид также содержит гадолиний. Контрастный препарат представляет раствор его водорастворимой соли, который вводится внутривенно и накапливается в областях с повышенным кровоснабжением (например, злокачественных опухолях).
Хранение радиоактивных отходов
Сплав гадолиния и никеля применяется для изготовления контейнеров для захоронения радиоактивных отходов.
Гигантский магнитокалорический эффект
Сплав гадолиния, германия, кремния и небольшого количества железа (1 %) применяется для производства магнитных холодильников (на основе гигантского магнитокалорического эффекта).
Термоэлектрические материалы
Теллурид гадолиния может работать в мощном потоке нейтронов как очень хороший термоэлектрический материал(термо-э.д.с. 220—250 мкВ/К)
Легирование титановых сплавов
Некоторое количество гадолиния постоянно расходуется для производства специальных титановых сплавов(повышает предел прочности и текучести при легировании уже около 5 % гадолинием).
Гадолиний-148, испытывающий альфа-распад (период полураспада 93 года), является безопасным и в то же время исключительно мощным источником тепла для радиоизотопных термоэлектрогенераторов.
Биологическая роль
Гадолиний является ингибитором механочувствительных ионных каналов, обратимо блокирует их в микромолярных концентрациях. Также он может блокировать и некоторые другие ионные каналы.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%B4%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%B9