Gadolinium은 GD의 화학적 기호와 원자가 64의 화학적 요소입니다. 란타나이드 그룹에 포함 된 가장 희귀 한 화학 요소 중 하나입니다. Gadolinium은주기적인 원소 테이블에서 6 행에서 위치를 갖는 화학 요소입니다. 6 행의 요소는 희토류 요소 그룹으로 분류됩니다. 그들 중 일부는 드문 일이 아니지만 분리하기가 어렵 기 때문에 과학자가 이러한 요소들로부터 많은 정보를 얻기가 어렵습니다. Gadolinium은 실제로 대규모 응용 프로그램이 없었지만 여전히 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. This article will cover gadolinium uses in everyday life and its special physical and chemical properties.
- 염화나트륨 사용
- 황산 칼륨 사용
- 양성자 사용
- 차아 염소산 나트륨 사용
가돌리늄 발견
Gadolinium은 1880 년 Jean Charles de Marignac에 의해 처음 발견되었으며, 당시 그는 분광법을 사용하여 산화물 형태의 가돌리늄을 감지했습니다. The name of gadolinium was derived from ‘gadolinite’ which was the mineral name where the gadolinium was found. 앞에서 언급했듯이 가돌리늄은 본질에서 드물다. 우리는 Gadolinite, Bastnasite, Monazite, Samarskite 및 Xenotime과 같은 일부 미네랄 에서이 요소를 찾을 수 있습니다. 지구 표면에서 가돌리늄의 양은 백만 분당 약 4.5 ~ 6.5 부입니다.
이것은 가돌리늄을 지구에서 가장 희귀 한 화학 요소 중 하나로 만듭니다. 희귀 화학 요소 순위에서, 가돌리늄은 브롬과 우라늄 요소 위에 있지만 납과 붕소 요소 아래에 있습니다. 상업적 사용을 위해, 가돌리늄은 종종 이온 교환 및 용매 추출 공정에 의해 분리됩니다.
가돌리늄의 생산은 또한 칼슘 금속을 갖는 무수 가돌리늄 불소의 환원 과정으로부터 달성 될 수있다. 이 상태로 인해 일상 생활에서 가돌리늄 사용은 다른 금속 화학 요소만큼 많지 않았습니다. 그러나 다음 섹션에서 Gadolinium 요소를 잘 적용 할 수 있습니다
- 무기 화학의
- 인체에서 철의 사용
- 살충제에서 발견 된 화학 물질
- 질산나트륨 사용 식품
- 인체에서 나트륨 사용
실제로, 여기서 일상 생활에서 가돌리늄의 사용 :
1. 원자력 발전소
Gadolinium plays an important part in the nuclear industries. 가돌리늄 원소는 원자력 발전소의 막대를 제어하는 데 사용될 수 있습니다. 원자력 발전소에서 핵분열 공정으로 만든 에너지는 전력을 생산하는 데 사용됩니다. 핵분열 자체는 대형 원자, 일반적으로 우라늄 또는 플루토늄 요소가 분리 한 다음 일정량의 에너지를 배출하는 핵 공정입니다. 이 핵분열 반응에서 생성되는 잔류 원자가 있습니다.
이들 원자는 더 작은 형태 및 방사성 특성을 갖는 핵분열 생성물이다. 이 핵분열 반응은 또한 중성자를 생성합니다. 원자력 발전소의 작동주기에서 핵분열에서 생성 된 중성자의 수를 제어해야합니다. 제어 시스템은 발전소가 손상 위험없이 제대로 작동하도록합니다. 이 원자력 발전소에서 그들은 가돌리늄 요소로 만든 특수 막대를 사용하여 중성자 생산을 제어합니다. 이 막대는 제기되어 원자로로 내려서 작동합니다. 이 막대는 핵분열 반응에 남아있는 중성자의 수를 제어 할 것입니다.
제어로드로서의 기능 외에도, 가돌리늄은 원자로에서 폐쇄 측정으로 사용될 수있다. 그들은 Gadolinium을 특정 원자로, 특히 CANDU (Canada Queuterium Uranium) 원자로 유형에서 2 차 및 비상 폐쇄 측정 시스템으로 사용합니다. 원자력 산업에서의 또 다른 가돌리늄 사용은 핵 해양 추진 시스템의 화상 독을위한 것입니다.
- 과산화수소의 사용
- 프란시움 요소 사용
- 세계에서 헬륨 사용
2. 의료 응용 프로그램
Gadolinium은 실제로 질병을 감지하고 의료 도구의 화학 물질이되는 것과 같은 의료 분야에 약간의 사용이 있습니다. 이 화학 요소는 내이 귀의 종양을 정확히 찾아내는 데 사용될 수 있습니다. 이 방법은 일반적으로 중성자 요법에서 수행됩니다. 이 가돌리늄 원소는 인간 혈류에 주입되며 내이 귀에 존재할 수있는 모든 종양을 통과합니다. X- 선에서, 가돌리늄 검출 접근법으로 종양이 더 어두워 보일 것이다. 가돌리늄은 중성자 단면이 높기 때문에 그렇게 할 수 있습니다.
Gadolinium은 X-Ray 및 MRI와 같은 의료 영상 시스템에도 사용됩니다. X- 선에서, 당신은 인의 검출 층에 가돌리늄 요소가 포함되어 있음을 알 수 있습니다. Gadolinium,이 경우 포뮬러 GD 2 를 갖는 Terbium-doped Gadolinium 옥시 설파이드 o 2 S :TB는 소스에서 빛으로 배출되는 X- 선을 변환하는 데 중요한 역할을합니다. Gadolinium은 TB 이온의 존재로 최대 540 나노 미터의 녹색 빛을 방출 할 수 있습니다. 이 자료는 의료 탐지 도구에서 이미지 품질을 향상시키는 데 매우 유용합니다. Gadolinium oxyorthosilicate (gd 2 sio 5 ) 의료 이미징 방법 중 하나 인 양전자 방출 단층 촬영에서 중성자를 탐지하기 위해 섬광기로 사용됩니다.
MRI (자기 공명 영상) 응용 분야에서, 가돌리늄은 자기 특성으로 인해 정맥 내 방사선 조절제로 사용된다. 가돌리늄은 강자성 큐리 포인트 20 ℃로 실온에서 상자성 요소로 작용한다. 가돌리늄과 같은 상자성 요소는 MRI 적용에서 중요한 핵 이완 속도를 높이는 데 매우 유용합니다. 정맥 내 방사성 제 방향 제로서, 가돌리늄은 MRI 또는 MRA (자기 공명 혈관 조영술)에서 생성 된 이미지의 품질을 향상시키는 능력을 갖는다. 신체에 주사 한 후, 가돌리늄 제는 인간 뇌와 신체의 비정상적인 조직에 축적됩니다. 이것은 정상 조직과 비정상 조직 사이에 더 나은 이미지 대비를 제공합니다. 따라서 인체의 비정상적인 성장을 더 쉽게 찾는 것이 더 쉬울 것입니다.
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더 많은 가돌리늄 사용
Gadolinium은 또한 다른 분야와 산업에 다른 다양한 응용 프로그램을 가지고 있습니다. 다음은 다른 분야의 일상 생활에서 가돌리늄 사용 목록입니다.
- 마이크로파 응용 분야
모든 생명체에서 또 다른 일반적인 가돌리늄 사용은 가돌리늄 Yttrium garnet (GD :Y 3 를 생성하는 재료입니다. al 5 o 12 ). 이것은 마이크로파 장비에 적용되는 가돌리늄 합금입니다. 이 가돌리늄 합금은 둘 이상의 금속 요소를 혼합하고 용융시킴으로써 만들어집니다. 이 혼합물의 산물은 이전 개별 금속 형태와 다른 특성을 갖습니다. Gadolinium yttrium garnet은 전자 레인지 오븐과 같은 전자 레인지 응용 분야에서 사용됩니다. 또한 많은 광학 성분의 제조에 사용됩니다. 이 합금은 또한 Magneto 광학 필름을위한 좋은 기질 물질입니다.
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2. 텔레비전 튜브 용
Gadolinium은 컬러 텔레비전 튜브의 녹색 인으로 유용합니다. 인 자체는 전자에 닿으면 빛날 물질입니다. The color emitted by the phosphors will depend on the element which form up the phosphors.
3. 산화 공정
일상 생활에서 또 다른 가돌리늄이 사용하는 것은 철과 크롬의 합금입니다. 이 합금은 더 높은 온도 및 산화 공정에 더 나은 저항을 가질 것입니다. 앞에서 언급했듯이 가돌리늄은 독특한 야금 특성을 가지고 있으며, 그 작은 농도는 특정 합금의 저항을 증가시킬 수 있습니다. 이 연구에서 우리는 가돌리늄의 1 %조차도 고온 및 산화 과정에서 철, 크롬 및 특정 합금의 성능과 저항을 향상시킬 수 있음을 알고 있습니다.
4. 자기 냉동 용
특수 특성으로 인해 Gadolinium은 자기 냉장 적용에 유망한 사용을 가지고 있습니다. 가돌리늄은 실내 온도에서 강한 자기 연합 효과를 갖습니다. 이것은이 요소의 온도가 자기장 영역을 통과함에 따라 증가하고 자기장 영역을 떠날 때 감소 할 것임을 의미합니다. 실리콘 및 게르마늄 요소를 가진 가돌리늄 합금, GD 5 로 알려져 있습니다. (Six ge 1 -x )
순수한 Gadolinium 자체는 Curie 온도에서 20 ° C 인 멋진 수준의 자기 소속 효과를 보여줍니다. 현재 자기 냉장 적용, 특히 실온 자기 냉장에서 가돌리늄 사용에 관한 더 많은 데이터를 얻기위한 연구가 수행되고있다.
.가돌리늄 특성
물리적으로, 가돌리늄은 빛나고 부드러운 금속성이며 은빛 흰색의 색상입니다. 가단성과 연성입니다. 자연에서 가돌리늄의 발생은 산화 된 형태 일뿐입니다. 분리되면 일반적으로 다른 희토류 요소의 불순물이 있습니다. 가돌리늄은 1,312 ° C (2,394 ° F)의 용융점과 약 3,000 ° C (5,400 ° F)의 끓는 수준을 갖습니다. 입방 센티미터 당 7.87 그램의 밀도가 있습니다.
가돌리늄은 강한 자기 특성을 가지고 있습니다. There few chemical elements in earth having the high magnetic properties like gadolinium. 가돌리늄은 또한 매우 높은 중성자 흡수 능력을 가지며, 모든 화학 요소들 사이에서 중성자 흡수 능력을 갖는 최고 화학 요소로서이를 갖는다. 이것은 가돌리늄이 다른 요소보다는 중성자를 막을 수있는 능력이 큰 것을 의미합니다. 이 특성으로 인해 가돌리늄은 원자력 발전소, MRI, X- 레이 및 중성자 입자를 사용하는 기타 적용에 사용됩니다.
화학적으로, 가돌리늄은 실제로 반응성 요소가 아닙니다. 이 요소는 산에 녹지 만 냉수에서는 느리게 반응합니다. 가돌리늄은 고온에서 산소와 반응합니다. 6 행의 다른 희토류 요소와 다르기 때문에 가돌리늄은 건조 공기에서 더 많은 안정성을 가지고 있습니다. 그러나,이 금속 요소는 촉촉한 공기에서 빠르게 변색 될 것이며, 그 다음 gadolinium (iii) 산화물을 생성합니다 (GD 2 o 3 ). 가돌리늄의 산소와의 화학 반응은 다음과 같습니다.
4 gd + 3 o 2 → 2 gd 2 o 3
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