Gadolinium

Gadolinium er et sølv-hvidt smedeligt og strækbart metal i gruppen af sjældne jordarter. Det krystalliserer i en hexagonal, tætpakket alfaform ved stuetemperatur, og omdannes til sin betaform når det opvarmes til 1508 K. Betaformens krystalstruktur er f-centreret kubisk.

I modsætning til andre sjældne jordarter er gadolinium relativt stabil i tør luft, men det bliver hurtigt mat i fugtig luft, hvor der dannes et løstsiddende oxid som falder af, hvorved mere overflade eksponeres. Gadolinium reagerer langsomt med vand og er opløseligt i fortyndet syre.

Gadolinium bliver superledende under en kritisk temperatur på 1,083 K. Det er kraftigt magnetisk ved stuetemperatur og har ferromagnetiske egenskaber ved lavere temperaturer.

Gadolinium indgår i gadolinium-yttrium-granat; et stof der anvendes inden for mikrobølge-teknikken. Et lignende stof, gadolinium-gallium-granat, har fremragende optiske kvaliteter, som udnyttes i optiske og magneto-optiske komponenter. Andre gadoliniumforbindelser bruges i billedrør til farve-TV og monitorer, og gadolinium indgår også i produktionen af cd'er og i hukommelses-kredsløb til computere.

Gadolinium indgår i et antal legeringer med jern og krom, hvor så lidt som 1 procent gadolinium markant forøger legeringens modstandsdygtighed overfor iltning og høj varme.

Gadolinium bruges også til kernekraft-relaterede formål: I kernereaktorer til atomubåde tilsættes det fissible brændsel gadolinium, hvilket til at begynde med dæmper aktiviteten i reaktoren. Efterhånden som brændslet forbruges, henfalder gadoliniummet, så fissionsprocesserne fortsat kan forløbe i jævnt "tempo". Det giver reaktoren mulighed for at fungere længe mellem hver "optankning" med nyt brændsel. I den såkaldte CANDU-reaktor benyttes gadolinium som en sekundær nødstop-anordning.

Indenfor lægevidenskaben udnyttes stoffets paramagnetiske egenskaber som intravenøst kontrastforbedringsmiddel ved MR-scanning. ^{[kilde mangler]}

I røntgen-apparater indgår gadolinium i det fosforescerende stof der omsætter røntgenstrålerne til et billede i synligt lys: Sådanne stoffer "udnytter" op mod 20% af den røntgenstråling der træffer dem, og viser billedet i grønt lys.

Gadoliniumoxyortosilikat fungerer som scintilligraf i apparater til medicinsk positronemissionstomografi, samt i detektorer for neutronstråling.

Gadolinium optræder aldrig som frit metal i naturen, men bundet i kemiske forbindelser i form af mineraler som monazit and bastnasit. Man udvinder metallet ved ionbytning eller ved at reducere vandfrit gadoliniumfluorid med metallisk calcium.

I 1880 fandt den schweiziske kemiker Jean Charles Galissard de Marignac gadoliniums spektrallinjer i prøver af mineralet gadolinit samt didyum; en naturlig legering af praseodym og neodym som man længe troede var ét grundstof. I 1886 udskilte hans franske kollega Paul Émile Lecoq de Boisbaudran gadolinia; et oxid af gadolinium. Rent gadolinium er først blevet fremstillet i nyere tid.

Naturligt forekommende gadolinium består af de fem stabile isotoper ¹⁵⁴Gd, ¹⁵⁵Gd, ¹⁵⁶Gd, ¹⁵⁷Gd og ¹⁵⁸Gd, samt isotoperne ¹⁵²Gd og ¹⁶⁰Gd, som dog har så lange halveringstider (henholdsvis 1,08·10¹⁴ og 1,3·10²¹ år) at de i praksis kan betragtes som stabile. Blandt de øvrige 28 radioisotoper skiller ¹⁵⁰Gd sig ud med en halveringstid på 1,79 millioner år, mens alle de øvrige isotoper har halveringstider under trekvart århundrede.

Wikimedia Commons har medier relateret til: Gadolinium