釓(Gadolinium)是一種金屬元素,元素符號為Gd,原子序數64,原子量157.25,呈銀白色,有延展性。元素名來源于研究鑭系元素有卓越貢獻的芬蘭科學家加多林。1880年瑞士的馬里尼亞克分離出釓,1886年法國化學家布瓦博德朗制出純凈的釓,并命名。釓在地殼中的含量為0.000636%,主要存在于獨居石和氟碳鈰礦中。釓在醫療、工業、核能等領域廣泛應用。
一、釓元素的奧秘
釓為銀白色金屬,有延展性,熔點1313°C,沸點3273°C,密度7.901g/m3。釓在室溫下有磁性。釓有最高的熱中子俘獲面,可用作反應堆控制材料和防護材料;用釓鹽經磁化制冷可獲得接近絕對零度的超低溫,在現代技術革新中將起重要作用。
釓為銀白色金屬,有延展性,熔點1313°C,沸點3273°C,密度7.901g/m3。釓在室溫下有磁性。釓有最高的熱中子俘獲面,可用作反應堆控制材料和防護材料;用釓鹽經磁化制冷可獲得接近絕對零度的超低溫,在現代技術革新中將起重要作用。
釓能與水緩慢反應;溶于酸形成相應的鹽。元素用途:常用作原子反應堆中吸收中子的材料。也用于微波技術、彩色電視機的熒光粉。 釓在潮濕的空氣中變晦暗。溶于酸,不溶于水。氧化物為白色粉狀。鹽類無色。有良好的超導電性能、高磁矩及室溫居里點等特殊性能。
二、釓的主要用途
醫療領域:
在醫療應用方面,釓-二乙烯二胺五醋酸(DTPA)的絡合物,正好可以像X射線造影劑鋇那樣,作為MRI(磁共振成像診斷)的畫面濃淡的調節劑來使用。也就是利用釓周圍的水受到釓原子核磁場力矩的影響,顯示出和沒有受到影響的水性質不同這一點,使用對照畫面,有利于病情的診斷。
工業領域:
已經為人所熟知的被稱為磁冷凍的工業技術,就是將受到磁場作用變為磁鐵時發熱,撤掉磁場磁性消失時吸熱的性質用于冷卻的利用。可以制造小型高效的制冷器。在磁泡記憶裝置中,使用釓-鉀-石榴石作為媒體物質。磁泡記憶就是在物質的垂直方向上加上磁場,使其變成了圓筒狀的磁場,把磁場加強,不久就產生這個磁場消失的現象。利用磁泡記憶裝置可以存儲信息,一般被用于信息收藏。
核能領域:
在原子能工業中,利用銪和釓的同位素的中子吸收截面大的特性,作輕水堆和快中子增殖堆的控制棒和中子吸收劑。利用釓是所有元素中對熱中子強烈反應的特點,除用于原子反應堆的控制外,還可以將不可見中子用釓吸收并使之發光,作為在X線膠卷上感光的熒光化劑使用。
三、釓的常見化合物
1.氧化釓--一種氧化物,化學式是Gd2O3,白色無味無定形粉末,彎度為7.407g/cm3,熔點為2330+20℃,不溶于水,溶于酸生成對應的鹽。露置于空氣中時,易吸收空氣中的水和二氧化碳而變質。能與氨作用,生成釓的水合物沉淀。
2.氯化釓--化學式為GdCl3,白色粉末。不溶于水,易溶于無機酸,易吸收水份和二氧化碳。主要用于熒光材料,單晶材料,還可用于光學玻璃、磁泡、電子工業。
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