ガドリニウム

ガドリニウム ( ) は原子番号64の元素。元素記号は Gd。希土類元素の一つ。ランタノイドに属す。

名称 
ガドリニウムの語源は、フィンランドの鉱物学者である
ヨハン・ガドリン (J.Gadolin, 1760-1852) から。ヨハンはイットリア鉱石からガドリニウムを分離したほか、同鉱石の主成分であるイットリウムを発見したことでも知られる。

性質 
銀白色（白色）で展延性のある希土類。常温、常圧で安定な結晶構造は、六方最密充填構造 (HCP)。1235 を超えると体心立方格子のβ形に変わる。比重は7.9、融点は1312 、沸点は約3000 。水にゆっくりと溶け、酸には易溶。安定な原子価は+3価。

ガドリニウムは、最大14個の電子が入る 4f 軌道が、占有可能な電子数の半分にあたる7個の電子で占有されており、7つの不対電子を持つ。そのため、7つの異なる軌道に合成スピン角運動量による磁気モーメントが最大となる。このことからガドリニウム錯体（Gd-DOTA 等）は磁性材料や MRI 検査用の造影剤（T1短縮効果）に利用されている。

3価の陽イオン Gd3+ も 4f7 の球対称な電子配置を取るため、化合物中の原子価も無色の3価が唯一安定な状態となる。

室温以下で強磁性も示し、そのキュリー点は20  (292 K) である。

また、ガドリニウムは中性子吸収断面積が非常に大きいので、原子炉の制御材料などに使われる。中でもガドリニウム157の吸収力が優れている。

歴史 
ジャン・マリニャック (J.C.G.de Marignac) が1880年に発見。

ガドリニウムの化合物 
 酸化ガドリニウム(III) (Gd2O3) - ガドリニアとも呼ばれる
 ガドリニウムガリウムガーネット (Gd3Ga5O12)

同位体 

 153Gd は、X線吸光光度分析法や骨粗鬆症のための骨密度測定等のX線源として用いられる。
 157Gd は、ガドリニウムの同位体の中でも熱中性子に対する吸収断面積が25万4000バーンと極めて高く、中性子捕捉療法の中性子吸収剤としての利用が期待されている。

出典 

中性子毒