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钆
Gd 64

Gadolinium

钆是一种化学元素,符号为 Gd,原子序数为 64。它是银白色的软稀土金属,具有最大的热中子吸收截面。工业上,钆的最大用途是核反应堆吸收棒。医疗上,钆-螯合物是 MRI 最常用的顺磁性造影剂。

镧系(稀土) USGS 2025 银白色
原子序数 64Z
原子量 157.253u
价电子数 2
电子排布 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f7 5d1
密度
7.9g/cm³
熔点
1312°C
地壳丰度
6.2ppm
年产量
700tonnes REO
回收利用率
1%(极低回收率;小众专业市场

为什么用它

钆的中子吸收截面在稀土中最高,因而用于核反应堆控制棒;其三价离子具强顺磁性,钆配合物是 MRI(磁共振)临床最常用的 T1 造影剂。

应用

MRI 造影剂核反应堆控制棒

应用详解单质与化合物用途

元素的主要用途

钆在稀土里以磁性和中子吸收两项特长著称。它对热中子的吸收截面是所有元素中最高的一档,因而被直接用作反应堆控制棒和可燃毒物,也用于中子探测器的电离室和剂量仪。在医疗影像上,钆离子是磁共振成像最主要的阳性对比剂的核心成分——临床上把钆离子络合在螯合物里注射进人体,利用其强顺磁性缩短周围水分子的弛豫时间,让肿瘤和血管病变在T1加权像上清晰显影。在材料研究中,金属钆具有很强的磁热效应,是室温磁制冷原理样机和室温磁冰箱的核心工作物质。此外钆镓石榴石(GGG)单晶片曾用作磁泡存储器的衬底,如今仍是部分磁光器件和激光陀螺的衬底材料。

常见化合物及其用途

Gd2O3 三氧化二钆(氧化钆)是制备钆金属、钆螯合物造影剂和各种钆陶瓷的起点,也用于X射线增感屏闪烁体和光学玻璃添加剂,利用其高原子序数吸收X射线。GdCl3 三氯化钆是湿法冶金中间产物,在核磁共振和配合物化学研究中用于制备顺磁性试剂和金属有机前驱体。Gd2O2S:Tb 即铽激活的硫氧化钆闪烁体,把高纯硫氧化钆粉末掺入微量铽作为发光中心,受X射线照射后发出绿光,是医用X光透视、计算机断层成像和数字化放射成像平板探测器里使用最广的闪烁荧光体,直接决定了影像的清晰度和病人接受的剂量。

元素小史

1880 年 Marignac 发现

相关元素

La · Ce · Pr · Nd · Pm · Sm · Eu · Tb ·

常见问题长尾问答 · 数据驱动

钆的熔点是多少?
1312 °C
钆的沸点是多少?
3000 °C
钆的密度是多少?
7.9 g/cm³
钆的原子序数和元素分类是什么?
64 · 镧系(稀土)
钆主要从哪种矿石中提取?
独居石,氟碳铈矿
钆的全球储量是多少?
6000000 tonnes REO
钆的年产量是多少?
700 tonnes REO
钆主要用在哪些领域?
钆的中子吸收截面在稀土中最高,因而用于核反应堆控制棒;其三价离子具强顺磁性,钆配合物是 MRI(磁共振)临床最常用的 T1 造影剂。
钆是谁在什么时候发现的?
Jean Charles Galissard de Marignac · 1880