가돌리늄 (Gd)

발견 과정

발견: 1880 · Jean Charles Galissard de Marignac

가돌리늄이라는 이름은 핀란드의 화학자이자 지리학자인 요한 가돌린의 이름에서 따온 것이다. 1880년, 스위스의 화학자 마리냐크는 가돌리나이트라는 광물과 세라이트(세륨을 포함한 규산염 광물)에서 이 원소로 인해 생긴 선 스펙트럼을 관찰하였다. 이후, 세라이트에 더 많은 양의 가돌리늄이 있는 것으로 밝혀졌고 마리냐크는 여기서 가돌리늄 산화물(가돌리나)을 분리해내고 새로운 원소임을 확인하였다. 1886년 프랑스의 부아보드랑이 가돌리늄 산화물로부터 순수한 가돌리늄을 분리해냈다.

용도와 활용

가돌리늄은 널리 사용되지는 않지만 몇몇 특정한 분야에서 사용된다. 가돌리늄은 안정한 핵종 중에서 가장 중성자를 많이 흡수할 수 있다. 따라서 가돌리늄-157은 중성자를 이용해 종양을 제거하는 수술에 많이 사용된다. 중성자 방사선 사진술과 핵반응로의 차폐물로도 유용하게 사용된다. 캔두형 원자로에서 급하게 핵반응을 감속시켜야 할 경우에도 사용된다. 또, 철, 크로뮴 등의 금속에1% 정도 혼합한 합금은 가열해도 공기 중에서 잘 산화되지 않고 금속공학적 특성이 뛰어나다. 자기장과 관련된 특성 때문에MRI에도 사용되며 가돌리늄 화합물은 녹색 형광을 발하기 때문에 컬러TV의 녹색 부분에 사용되기도 한다.

동위원소

Naturally occurring gadolinium is composed of the element's six stable isotopes - 154Gd, 155Gd, 156Gd, 157Gd, 158Gd, and 160Gd - as well as the primordial radionuclide 152Gd, which has an extremely long half-life of 1.08×1014 years. Out of these isotopes, 158Gd has the highest natural abundance at 24.8%. Gadolinium has 35 known radioisotopes, ranging in mass number from 133 to 173. The three most stable of these all undergo alpha decay into isotopes of samarium: 152Gd (t½ = 1.08×1014 years), 150Gd (t½ = 1.79×106 years), and 148Gd (t½ = 86.9 years). All remaining radioisotopes have half-lives less than a year, and the majority have half-lives less than two minutes. Radioisotopes of gadolinium with mass numbers at or below 147 primarily decay via electron capture into isotopes of europium, while those with mass numbers at or above 161 primarily decay via beta minus decay into isotopes of t