Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

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

Металлический гадолиний
Гадолиний (в честь Иохана Гадолина) — порядковый номер в периодической системе Менделеева 64, обозначается символом Gd, атомный вес 157,25.
Металлический гадолиний обладает не только особыми ядерно-физическими свойствами , но и технологичностью. Основными областями применения гадолиния являются электроника и атомная техника. Ряд сплавов гадолиния и особенно сплав с кобальтом и железом позволяет создавать носители информации с колоссальной плотностью записи.
В атомной технике металлический гадолиний нашел применение для защиты от тепловых нейтронов, так как этот элемент обладает наивысшей способностью к захвату нейтронов из всех элементов. В этой связи металлический гадолиний очень интересен для управления ядерным реактором и для конструирования защиты от нейтронов.
используется для варки стекла, поглощающего тепловые нейтроны. Самый распространенный состав такого стекла: оксид бора-33 %,оксид кадмия-35 %, -32 %.
В небольшом объеме 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.
Сплав гадолиний-железо применяется как очень емкий аккумулятор водорода, и может быть применен для водородного автомобиля.
Сплав гадолиний — (монокристаллический) используется для производства магнитных холодильников.
Небольшое количество гадолиния идет для производства титановых сплавов для повышения предела прочности и текучести последних.

История происхождения

В 1880 году шведский химик Жан Чарльз Галиссард де Мариньяк записал ранее неизвестные спектографические линии при выделении оксида, взятого из минерала самарскита. Причиной этому был ранее неизвестный элемент, который теперь мы знаем как гадолиний.
В 1886 году французский химик Поль Эмиль Лекок де Буабодран подтвердил открытие Мариньяка. Буабодран предложил назвать новый элемент гадолинием в честь известного химика, жившего в 18 столетии – Иоганна Гадолина (открывшего иттрий). Мариньяк поддержал предложение Буабодрана.
Ранее, в 1853 году Мариньяк, используя тот же метод, открыл , а в 1878 году – .

Чистый металлический гадолиний (99,3%) впервые был получен французским химиком и инженером Феликсом Тромбом в 1935 году.
Несколькими месяцами позже Джордж Урбан, Пьер Вейс и Феликс тромб открыли, что гадолиний становится ферромагнетиком при комнатной температуре. Таким образом, гадолиний – первый чистый элемент, показавший такие свойства наряду с «классическими» элементами: кобальт, никель, железо.
Также ученые обнаружили, что гадолиний проявляет ферромагнитные свойства сильнее, чем железо, но только при низких температурах.

Гадолиний производится из . Минералы в виде щебня подвергаются воздействию соляной или серной кислоты, которая превращает нерастворимый редкоземельный оксид в растворимые хлориды или сульфаты. Кислые фильтраты частично нейтрализуются каустической содой pH 3-4. Торий выпадает в осадок раствора в виде гидроокиси и удаляется. После этого раствор обрабатывают оксалатом аммония для преобразования РЗЭ в их нерастворимые оксалаты. С помощью прокаливания оксалаты преобразуются в оксиды. Оксиды растворяются в азотной кислоте, за исключением одного из основных компонентов – , оксид которого не растворяется в азотной кислоте. Раствор обрабатывается нитратом магния, что продуцирует кристаллическую смесь двойных , и . Соли разделяются через ионный обмен. В ходе этого процесса ионы сорбируются на подходящих ионнообменных смолах. Обмен происходит с ионами водорода, аммиака или меди, присутствующих в смоле. Затем редкоземельные ионы выборочно вымываются подходящими комплексообразующими агентами. Металлический гадолиний получают из его оксида или соли путем нагревания с кальцием до температуры 1450 градусов Цельсия в аргоновой среде. Губчатый гадолиний может быть получен за счет смешения расплавленного GdCl3 с соответствующим оксидом металла при температуре ниже 1312 ° C (температура плавления Gd) при пониженном давлении.

Гадолиний попадает в мозг через спинномозговую жидкость

В июле 2018 года в журнале Radiology были опубликованы результаты исследования, указывающие на аккумуляцию гадолиния в цереброспинальной жидкости (ЦСЖ) даже у пациентов с неповрежденным гематоэнцефалическим барьером и нормальной функцией почек.

Исследователи из клиники Майо в Рочестере, штат Миннесота, обнаружили гадолиний в спинномозговой жидкости взрослых пациентов и детей после введения макроциклического контрастного препарата на основе гадолиния. Ведущий исследователь Авинаш Нера (Avinash Nehra) отмечает, что данные об аккумуляции гадолиния в условиях интактного гематоэнцефалического барьера могут значимо повлиять на дальнейшую тактику в отношении этих препаратов.

Проспективное исследование проводилось с участием 82 пациентов, 68 из которых получили макроциклический гадолиниевый контраст гадобутрол («Гадавист», Bayer HealthCare), а 14 относились к контрольной группе. Всем пациентам проводили люмбальную пункцию в период с июня 2016 года по декабрь 2016 года. У большинства пациентов (94%), получавших гадобутрол для МРТ в течение предшествующего месяца, функция почек была признана нормальной, гематоэнцефалический барьер – интактным (целостность барьера определяли по уровню белка в ЦСЖ). Гадолиний был обнаружен в образцах ЦСЖ всех 68 пациентов в группе гадобутрола (0,2-1494 нг/мл), независимо от возраста и уровня белка в ЦСЖ. Концентрация гадолиния была выше у взрослых пациентов, а также у пациентов с поврежденным гематоэнцефалическим барьером. Гадолиний обнаруживался в ЦСЖ даже тех пациентов, которым контраст вводился 24 дня назад.

Исследователи сделали вывод, что внутривенное введение гадобутрола связано с немедленным и постоянным накоплением гадолиния в ЦСЖ. Пока неизвестно, приводит ли аккумуляция гадолиния в ЦСЖ к осаждению в ткани нейронов и имеет ли это клинические последствия – для уточнения этих данных необходимо провести дополнительные исследования.

Выявлена связь между первичным поражением головного мозга и накоплением гадолиния

В мае 2018 года исследователи из детской больницы Лос-Анджелеса опубликовали статью в журнале Radiology, где предположили, что основным фактором, влияющим на проникновение гадолиниевого контраста в головной мозг, может быть не его концентрация, а структурные изменения, вызванные опухолями головного мозга, и проводившаяся таким пациентам радиотерапия.

Эти результаты могут серьезно повлиять на направление будущих исследований, занимающихся проблемой накопления гадолиниевых контрастов в тканях головного мозга – например, существует вероятность, что причиной этого явления является разрушение гематоэнцефалического барьера. Исследования осаждения гадолиния начались в декабре 2013 года, когда доктор Канда и соавторы опубликовали данные, показавшие, что у пациентов, получавших гадолиниевые контрастные вещества при МРТ -сканированиях, отмечалась повышенная интенсивность сигнала в области зубчатого ядра и бледного шара – подкорковых структур головного мозга. Когда последующие исследования показали, что макроциклические контрастные вещества накапливаются в тканях головного мозга в меньшей степени, чем линейные, клиницисты массово начали переходить на этот класс агентов. Однако исследование доктора Тамрацци позволяет рассмотреть проблему с новой стороны.

Ведущий исследователь нового проекта, специалист отделения педиатрической нейрорадиологии в детской больнице Лос-Анджелеса доктор Бенита Тамрацци (Benita Tamrazi) заметила, что в некоторых случаях интенсивность сигнала не зависит напрямую от дозы введенного контрастного агента. Кроме того, она и ее коллеги отметили, что в предыдущих исследованиях не проводился сравнительный субанализ популяции детей, получавших радиотерапию, и популяции детей, не проходивших такое лечение. Доктор Тамрации и ее коллеги изучили результаты МРТ-сканирований, которые проводились с помощью линейных гадолиниевых контрастов детям с онкологическими заболеваниями в период с 2000 года по первую половину 2015 года (с июля 2015 года больница перешла на макроциклические гадолиниевые контрасты). В исследовании приняли участие 144 ребенка в возрасте до 18 лет, которым проводилось не менее четырех МРТ-сканирований головного мозга с использованием контраста «Магневист» (Bayer HealthCare).

Было выявлено, что наличие первичного патологического процесса, особенно первичных опухолей головного мозга, играет значимую роль в накоплении гадолиния. Кроме того, у пациентов, которым проводилась радиотерапия, проникновение гадолиния было значимо выше в случае, если им проводилось до 10 МРТ-исследований с гадолиниевым контрастом; при проведении 20 и более МРТ-исследований результаты были противоположными.

Доктор Тамрацци заметила, что это исследование не отвечает на многие из насущных вопросов – ученому сообществу до сих пор неизвестен механизм накопления гадолиния в тканях головного мозга и его долгосрочное влияние на организм. Однако результаты исследования показывают, что накопление гадолиния зависит не только от дозы введенного препарата или его характера, но и от других факторов, которые требуют тщательного изучения.

В инструкцию по применению контрастов внесен раздел о задержке гадолиния в организме

В апреле 2018 года была опубликована обновленная инструкция по применению линейных и макроциклических контрастных агентов на основе гадолиния с разделом о задержке гадолиния в организме. Инструкция была обновлена на основании рекомендаций Комитета по препаратам для медицинской визуализации от сентября 2017 года.

В инструкцию включена информация по нескольким состояниям, которые могут возникать при введении гадолиниевых контрастов и включают нефрогенный системный фиброз, острое почечное поражение и задержку гадолиния. При этом линейные контрастные вещества «вызывают задержку в большей степени», чем макроциклические.

В инструкции также указано, что задержка гадолиния среди линейных агентов отличается: при применении препаратов «Омнискан» и «Оптимарк» задержка выше, чем при введении препаратов «Эовист», «Магневист» и «Мультиханс». Задержка минимальна при применении макроциклических агентов и сопоставима при введении препаратов «Дотарем», «Гадавист» и «Проханс».

Кроме того, в инструкции указано, что хотя клиническое воздействие задержки гадолиния пока неизвестно, следует соблюдать осторожность при применении контрастных веществ на его основе.

Информация получена для следующих контрастных веществ:

Япония ввела ограничения на гадолиниевые контрасты

16 марта 2018 года стало известно, что Япония ввела новые ограничения на использование линейных контрастных веществ на основе гадолиния. Об этом сообщил в своей редакционной статье, опубликованной онлайн в журнале «Magnetic Resonance in Medical Sciences», доктор Томонори Канда (Tomonori Kanda) из Университета Кобе.

2017

Изъятие из продажи двух гадолиниевых контрастных веществ в Великобритании

15 декабря 2017 года стало известно, что к 1 февраля 2018-го два широко используемых контрастных агента на основе гадолиния, применяющиеся в МРТ -исследованиях, будут изъяты из продажи в . При этом использование других контрастных агентов будет строго ограничено отдельными показаниями. Об этих нововведениях объявило Управление по контролю лекарственных средств и изделий медицинского назначения Великобритании (MHRA).

Управление собирается отозвать регистрационные удостоверения на линейные гадолиниевые агенты гадодиамид (Omniscan, GE Healthcare) и гадопентиновая кислота для внутривенного введения (Magnevist, Bayer HealthCare Pharmaceuticals). Клинические показания для двух других гадолиниевых агентов MultiHance (Bracco) и Primovist (Bayer) будут ограничены применением в МРТ-контрастировании с отсроченной фазой.

Этот шаг по сути отражает деятельность Европейского агентства по контролю за лекарственными средствами (EMA). В начале 2017 года агентство постановило, что Omniscan и Magnevist, а также третий агент, Optimark от компании Guerbet, должны быть изъяты из продажи в Европе. EMA дало производителям год для реализации этого решения на местах, однако MHRA придерживается более агрессивной политики (например, компания Guerbet уже отозвала Optimark из Великобритании).

MHRA ожидает, что к февралю 2018 года поставщики перейдут на альтернативные контрастные МРТ-агенты. MHRA объяснило, что с 2006 года применение линейных контрастов на основе гадолиния значительно уменьшилось в связи со случаями нефрогенного системного фиброза у некоторых пациентов. Вопрос о безопасности этих препаратов снова был поднят после недавних известий о незначительной задержке гадолиния в головном мозге пациентов после МРТ. Считается, что макроциклические контрастные МРТ-агенты обладают гораздо меньшим потенциалом задержки гадолиния и должны заменить линейные контрасты.

FDA выпустило директиву по требованию к гадолиниевым контрастам

Указ от 19 декабря также требует, чтобы производители оценили безопасность контрастных веществ в дополнительных клинических исследованиях. Теперь перед МРТ пациенты будут получать листовку с новой информацией по контрастным агентам. Наконец, управление советует специалистам учитывать полученные данные при решении вопроса о назначении контрастного исследования.

В мае 2017 года управление завершило 21-месячный обзор безопасности контрастов, содержащих гадолиний, заключив, что «на сегодняшний день не выявлено вредных последствий» задержки гадолиния в головном мозге, а значит, нет необходимости вводить новые ограничения.

Однако теперь FDA требует, чтобы производители контрастных веществ провели дополнительные исследования для выявления новых потенциальных побочных эффектов этих препаратов. Европейские регулирующие органы придерживаются более строго подхода - в начале 2017 года они рекомендовали производителям в течение 12 месяцев вывести из товарооборота три контрастных препарата, содержащих гадолиний. Однако FDA решило дождаться данных дополнительных исследований, прежде чем принимать более решительные меры.

Актер Чак Норрис подал в суд на производителей гадолиния за отравление жены

В начале ноября 2017 года известный голливудский актер Чак Норрис (Chuck Norris) и его супруга Джина (Gena) начали судебный процесс против 11 компаний, ответственных за производство и дистрибуцию контрастных веществ на основе гадолиния (GBCA), используемых в , заявив, что их продукция стала причиной тяжелых проблем со здоровьем Джины. Подробнее .

Отложение гадолиния в мозге после МРТ может быть недооценено

В конце июня 2017 года онлайн-издание Radiology опубликовало результаты исследования, согласно которым негативное влияние гадолиния на здоровье человека может быть сильнее, чем предполагали ученые. В новом докладе говорится, что контрастные агенты на основе этого вещества могут быть не только причиной отклонений в головном мозге, но и развития опухолей и инфекций.

Долгое время считалось, что гематоэнцефалический барьер, который не позволяет свободно проходить большинству молекул между кровью и мозгом и не пускает в мозг токсины и микробы, предотвращает проникновение гадолиниевых контрастных веществ (GBCA) во внеклеточную тканевую жидкость и к клеткам центральной нервной системы. В новом исследовании говорится, что гадолиний откладывается в организме людей после МРТ -сканирования с контрастным усилением.

AuntMinnie.com отмечает, что Макдональд и его коллеги первыми продемонстрировали убедительные доказательства отложения гадолиния в нейроанатомических областях головного мозга: зубчатом ядре, таламусе, варолиевом мосте и бледном шаре. В исследовании, проведенном в марте 2015 года, было проведено вскрытие 13 умерших людей, которым был введены гадолиниевые контрастные вещества в периода с 2000 по 2014 года. Затем было проведено еще одно исследование, охватившее 15 человек, которым проводилось контрастное МРТ-сканирование.

Существует несколько теорий, объясняющих почему гадолиний собирается в этих областях мозга. Одна гипотеза связана с свойствами гадолиния, как у кальция. Некоторые участки мозга, потребляющие повышенные дозы кальция, ошибочно выдают за него гадолиний. Кроме того, зоны отложения гадолиния более склонны к кровоизлиянию и имеют менее устойчивый гематоэнцефалический барьер, рассказал Макдональд.

В отчете специалистов клиники Майо сделаны два основных вывода. Первый: гадолиний может откладываться после введения каждой дозы GBCA у взрослых людей.

По его словам, отложения гадолиния сложно исследовать, поскольку объемы этого вещества в тканях чрезвычайно малы, поэтому требуют дорогостоящего медицинского оборудования.

О линейных гадолиниевых контрастных веществах известно, что они склонны накапливаться в нервной ткани. В отношении макроциклического гадолиния доказано обратное.

Ученый Дирк Кле из университетской больницы Дюссельдорфа (Германия) обнародовал результаты исследования, в ходе которого были проанализированы 8000 МРТ-исследований, среди которых были обнаружены 24 ребенка, у которых процедура с макроциклическим препаратом гадолиния проводилась не менее 9 раз. В среднем этих детей подвергли 14 таким исследованиям. Сравнение с контрольной группой не выявило тенденции к накоплению контрастного вещества в тканях мозга даже при частом проведении МРТ.

Отложение в мозге детей

В мае 2017 года исследователи из клиники Майо в Рочестере (штат Миннесота, США) опубликовал доклад, подтверждающий отложение гадолиния в тканях мозга детей с нормальной работой почек после проведения контрастных процедур магнитно-резонансной томографии .

В исследовании сходных случаев была проанализирована мозговая ткань детей, умерших в период с 2000 по 2015 годы. При жизни им сделали по меньшей мере четыре МРТ -исследования с гадодиамидом (Omniscan, GE Healthcare). Их образцы сравнивались с образцами контрольной группы из трех пациентов детского возраста, которые никогда не проводили МРТ с использованием гадолиния.

По результатам исследования его авторы обнаружили гадолиний во всех четырех нейроанатомических областях головного мозга: зубчатом ядре, таламусе, варолиевом мосте и бледном шаре. Наибольшая концентрация вещества выявлена в зубчатом ядре и варолиевом мосте.

Ранее многочисленные исследования доказали, что гадолиний откладывается в мозге взрослых людей даже после введения контрастных агентов на основе гадолиния (GBCA) несколькими годами ранее. Обнаружение аналогичной ситуации у детей вызывает большую озабоченность, поскольку их мозг развивается, и они более восприимчивы к нейротоксическим эффектам воздействия тяжелых металлов. Поэтому нужны новые исследования, а также «более разумное использование гадолиниевых контрастных агентов у пациентов детского возраста», отмечают ученые.

По данным клиники Майо, каждый год в США проводится около 3 млн педиатрических МРТ-сканирований, в 40% процедур применяется гадолиниевые контрастные агенты. Несмотря на такую распространенность вещества, в предыдущих исследованиях, посвященные последствиям однократного или повторного введения GBCA, особое внимание уделялось взрослым.

Портал AuntMinnie.com отмечает, что акцент в подобных исследованиях может измениться. Ранее в 2017 году немецкие ученые выяснили, что использование макроциклического GBCA для сканирования МРТ не увеличивает интенсивность сигнала в зубчатом ядре мозжечка у детей. Результаты также согласуются с предыдущим исследованием взрослых пациентов.

Отделения детской радиологии отказываются от линейных контрастных агентов на гадолинии

В марте 2017 года стало известно о том, что опасения по поводу отложения гадолиния в тканях мозга побудили многие отделения детской радиологии в США отказаться от использования линейных контрастных агентов на основе это химического элемента в пользу макроциклических веществ. Результаты опроса опубликованы в журнале Pediatric Radiology.

Если в 2011 году около 81% педиатрических отделений рентгенологических центров использовали линейные гадолиниевые контрастные вещества, то в 2017 году около 80% учреждений перешли на макроциклический гадолиний.

73% опрошенных отделений детской радиологии в США, отказавшиеся от использования линейных гадолиниевых контрастных агентов, сделали это из опасения по поводу отложения гадолиния в тканях мозга. 47% респондентов также связали этот шаг с улучшением профиля безопасности, 33% - с повышением стабильности, 20% - с опасением развития нефрогенного системного фиброза. Лишь 7% опрошенных отказались от линейных контрастов с целью экономии.

Ни одно из опрошенных медицинских учреждений не использует линейные неионные агенты. В четырех рассмотренных центрах по-прежнему применяются контрастные средства на основе гадопентетата димеглюмина, а в пяти центрах - на основе гадобената димеглюмина.

Европа увидела опасность в контрастных веществах на основе гадолиния

В марте 2017 года европейский регулятор предложил убрать с рынка несколько контрастных агентов на основе гадолиния (GBCA) из-за опасений, что это вещество остается в организме человека после магнитно-резонансной томографии (МРТ) . Речь идет о наиболее распространенных в медицинской визуализации препаратах.

Рекомендацию выпустил Комитет по оценке рисков в сфере фармаконадзора (Pharmacovigilance Risk Assessment Committee, PRAC), относящийся к Европейскому агентству по лекарственным средствам (European Medicines Agency, EMA), которое в ЕС является главным органом, регулирующим рынок фармацевтических препаратов.

В марте 2017 года в PRAC прошло собрание, посвященное безопасности гадолиния. Этот вопрос был поднят Европейской комиссией в 2016 году.

В 2016 году в журнале Investigative Radiology были опубликованы результаты исследования французской фармацевтической компанией Guerbet. Ученые провели серию экспериментов на крысах, чтобы лучше понять влияние повторных инъекций GBCA на мозг.

На протяжении 5 недель грызуны получили 20 инъекций препарата гадодиамид (gadodiamide), который относится к линейным GBCA. Другой группе животных вводили второй тип GBCA - макроциклический агент гадотерат меглумина (gadoterate meglumine). Третьей группе вводили неактивный физиологический раствор (плацебо).

Повышение интенсивности сигнала сохранялось даже после того, как ученые прекращали введение контраста грызунам. При последующих обследованиях в головном мозге этих крыс была обнаружена высокая концентрация гадолиния, особенно в области мозжечка. Таким образом, эксперименты на животных выявили серьезные риски, связанные с использованием традиционных контрастных препаратов с гадолинием.

К марту 2017 года во всем мире ежегодно проводится около 30 млн процедур с гадолиниевым контрастом. PRAC предлагает изъять из обращения четыре линейных контрастных агента на основе гадолиния:

• гадобеновая кислота (выпускается компанией Bracco под маркой MultiHance);
• гадодиамид (GE Healthcare продает под именем Omniscan);
• гадопентетическая кислота (Bayer HealthCare Pharmaceuticals выпускает под названием Magnevist);
• гадоверсетамид (компания - Guerbet, торговая марка - Optimark).

По данным PRAC, линейные контрастные агенты имеют структуру, которая с большей вероятностью высвобождает гадолиний, накапливающийся в тканях организма. Макроциклические агенты являются более стабильными и менее склонными к высвобождению гадолиния.

В докладе регулятора отмечается, что, хотя о клинических заболеваниях и даже симптомах, связанных с отложением гадолиния, не сообщалось, Комитет решил занять «предупредительную позицию» в связи с недостаточностью данных и появлением ранее информации о развитии нефрогенного системного фиброза (НСФ) после контрастного МРТ с использованием гадолиния. Ранее Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) потребовало внесения дополнительной информации в инструкции к гадолиниевым контрастным веществам для снижения риска развития НСФ.

В PRAC обещают отменить рекомендации о запрете гадолиниевых контрастных агентов, если производители предоставят новые доказательства того, что польза от использования таких веществ перешивает риски, или того, что гадолиний не откладывается в тканях в опасном количестве.

2016

Начало обсуждения вреда от гадолиния

В начале 2016 года в Европе начали активно обсуждать негативное влияние гадолиния при использовании в магнитно-резонансной томографии (МРТ

Этот металл, применяемый в процедурах магнитно-резонансной томографии на протяжении многих лет, улучшает изображение внутренних органов на снимках и помогает постановке точного диагноза. Вопрос вреда гадолиния для человеческого организма поднимался не раз.

Так, в июне 2015 года ученые из Питтсбургского университета (University of Pittsburgh) пришли к выводу, что использование некоторых контрастных веществ, применяемых при МРТ в американских клиниках, приводит к накоплению гадолиния в тканях мозга и в костной ткани даже при нормальной выделительной функции почек.

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.