가돌리늄

Gadolinium
가돌리늄, Gd
Gadolinium-4.jpg
가돌리늄
발음/ˌɡædəˈlɪniəm/ (GAD-in-LIN-ee-lum)
외관은백색의
표준 원자량Ar, std(Gd)157.25(3)[1]
주기율표에 있는 가돌리늄
수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕어 탄소 질소 산소 플루오린 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 인 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티타늄 바나듐 크롬 망간 철 코발트 니켈 구리 아연 갈륨 게르마늄 비소 셀레늄 브로민 크립톤
루비듐 스트론튬 이트리움 지르코늄 니오비움 몰리브덴 테크네튬 루테늄 로듐 팔라듐 은색 카드뮴 인듐 주석 안티모니 텔루륨 요오드 제논
세슘 바륨 란타넘 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마륨 유로피움 가돌리늄 테르비움 디스프로슘 홀뮴 에르비움 툴륨 이테르비움속 루테튬 하프늄 탄탈룸 텅스텐 레늄 오스뮴 이리듐 백금 금 수은(원소) 탈륨 이끌다 비스무트 폴로늄 아스타틴 라돈
프랑슘 라듐 악티늄 토륨 프로텍티늄 우라늄 넵투늄 플루토늄 아메리슘 큐륨 베르켈륨 캘리포늄 아인슈타인움 페르뮴 멘델레비움 노벨륨 로렌슘 루더포듐 더브니움 수보르기움 보히움 하시움 메이트네리움 다름슈타디움 뢴트게늄 코페르니슘 니혼륨 플레로비움 모스코비움 간모륨 테네신 오가네손
–
↑
Gd
↓
CM
유로피움 ← 가돌리늄 → 테르비움
원자번호 (Z)64
그룹그룹 n/a
마침표.6주기
블록 f-블록
전자 구성[Xe] 4f7 5d1 6s2
셸당 전자2, 8, 18, 25, 9, 2
물리적 성질
위상 STP서실체가 있는
녹는점1585K(1312°C, 2394°F)
비등점3273K(3000°C, 5432°F)
밀도 (근처 )7.90 g/cm3
액체가 있을 때 ( )7.4 g/cm3
융해열10.05 kJ/mol
기화열301.3 kJ/mol
어금니열용량37.03 J/(몰·K)
증기압 (iii)
P (Pa) 1 10 100 1k 10k 100k
(K)에서 1836 2028 2267 2573 2976 3535
원자성
산화 상태0,[2] +1, +2, +3(약간 기초 산화물)
전기성폴링 스케일: 1.20
이온화 에너지
  • 1차: 593.4 kJ/mol
  • 2위: 1170kJ/mol
  • 3위: 1990 kJ/mol
원자 반지름경험적: 180pm
공동 반지름196±6시
Color lines in a spectral range
가돌리늄의 스펙트럼 라인
기타 속성
자연발생원시적인
결정구조 육각형 근위축(hcp)
Hexagonal close packed crystal structure for gadolinium
음속 얇은 막대기2680m/초(20°C)
열팽창α 폴리: 9.4µm/(m³K)(100°C)
열전도도10.6 W/(m³K)
전기저항도α, 폴리: 1.310 µΩ⋅m
자기순서293.4K에서 강자성-파라믹 전환
어금니 자기 감수성+755000.0×10cm−63/mol(300.6K)[3]
영의 계량α 형태: 54.8 GPA
전단 계수α 형태: 21.8 GPA
벌크 계량α 형태: 37.9 GPA
포아송 비율α 형태: 0.259
비커즈 경도MPa 510-950
CAS 번호7440-54-2
역사
이름 지정광물 가돌리나이트의 이름을 따서 (그 이름은 요한 가돌린트의 이름을 딴 것이다)
디스커버리장 샤를 갈리사르 드 마리낙(1880)
제1격리듬보이스바우드란 레코크(1886)
가돌리늄 주 동위 원소
이소슈토페 아부네댄스 하프라이프 (t1/2) 붕괴 모드 프로덕트
148Gd 동음이의 75년 α 144sm
150Gd 동음이의 1.8×106 y α 146sm
152Gd 0.20% 1.08×1014 y α 148sm
154Gd 2.18% 안정적
155Gd 14.80% 안정적
156Gd 20.47% 안정적
157Gd 15.65% 안정적
158Gd 24.84% 안정적
160Gd 21.86% 안정적
분류:가돌리늄
참고 문헌

가돌리늄은 기호가 Gd이고 원자 번호가 64인 화학 원소다.가돌리늄은 산화 제거 시 은백색의 금속이다.그것은 단지 약간 변형될 뿐이고 연성 희토류 원소다.가돌리늄은 대기 중의 산소나 습기와 천천히 반응하여 검은 코팅을 형성한다.큐리 지점인 20°C(68°F) 아래의 가돌리늄은 강자성으로 니켈보다 높은 자기장으로 끌어당긴다.이 온도 이상에서 그것은 가장 파라마틱한 원소다.그것은 자연에서 오직 산화된 형태로만 발견된다.분리하면 화학적 특성이 비슷하기 때문에 보통 다른 희토류의 불순물이 있다.

가돌리늄은 1880년 장 샤를 드 마리낙에 의해 발견되었는데, 그는 분광법을 사용하여 산화물을 검출했다.그것은 가돌리늄이 발견되는 광물 중 하나인 광물 가돌리나이트의 이름을 따서 붙여졌으며, 그 이름은 핀란드 화학자 요한 가돌린트의 이름을 따서 지어졌다.순수 가돌리늄은 1886년경 화학자 폴-에밀 레코크 데 보이스바우드란에 의해 처음 격리되었다.

가돌리늄은 가돌리늄의 1% 미만이 철, 크롬 및 관련 금속의 고온에서 산화에 대한 내성과 작업성을 크게 향상시킬 수 있을 정도로 특이한 야금성을 가지고 있다.가돌리늄은 금속이나 소금으로 중성자를 흡수하므로 중성자 방사선 촬영과 원자로에서 차폐에 사용되기도 한다.

대부분의 희토류처럼 가돌리늄은 형광 성질을 가진 삼발산 이온을 형성하며, 가돌리늄(III)의 염은 다양한 용도에서 인광체로 사용된다.

수용성 소금에 함유된 가돌리늄(III) 이온은 포유류에게 매우 독성이 강하다.그러나 킬레이트 가돌리늄(III) 화합물은 가돌리늄(III)이 유기체에 노출되는 것을 막고 대다수는 건강한 신장에[4] 의해 배설되어 조직에 침전된다.파라마그네틱 특성 때문에, 킬레이트 유기 가돌리늄 복합체의 용액은 의료 자기 공명 영상 촬영에서 정맥 투여 가돌리늄 기반 MRI 조영제로 사용된다.뇌, 심장근육, 신장, 기타 장기 및 피부의 조직에 다양한 양이 축적되며 주로 신장 기능, 첼레이트(선형 또는 매크로 순환)의 구조 및 투여 용량에 따라 달라진다.

특성.

가돌리늄 금속의 표본

물리적 성질

가돌리늄은 란타니드 시리즈의 8번째 회원이다.주기율표에서, 그것은 그것의 왼쪽에 있는 유로피움과 그것의 오른쪽에 있는 테르비움 사이에 그리고 액티나이드 큐륨 위에 나타난다.그것은 은백색이고, 유순하고, 연성이 좋은 희토류 원소다.그것의 64개의 전자는 [Xe]4f5d6s의712 구성으로 배열되어 있다.

란타니드 계열의 다른 금속들과 마찬가지로 가돌리늄은 보통 3개의 전자를 발란스 전자로서 사용하는데, 그 후 나머지 4f 전자는 너무 강하게 결합되기 때문이다: 이것은 4f 궤도들이 전자의 불활성 제논 코어를 통해 핵에 가장 많이 침투하고 그 다음 5d와 6s가 되기 때문이며, 이는 이온 전하가 높을수록 증가하기 때문이다.. 상온에서 육각형 근접포장 α형식으로 결정되지만, 1,235 °C(2,255 °F) 이상의 온도로 가열하면 체중 중심의 입방 구조를 가진 β형 형태로 변한다.[5]

동위원소 가돌리늄-157은 안정적인 핵종 중 가장 높은 열-중성자 포획 단면을 가지고 있다. 약 259,000개의 막간이다.제논-135호만이 약 20만 개의 막대로, 더 높은 포획 단면을 가지고 있지만, 이 동위원소는 방사능이다.[6]

가돌리늄은 20 °C(68 °[7]F) 미만의 온도에서 강자성인 것으로 보이며, 이 온도보다 강한 파라마그네틱이다.가돌리늄이 20°C(68°F) 이하인 강자성보다는 나선형 항암소성이라는 증거가 있다.[8]가돌리늄은 자기장에 들어갈 때 온도가 상승하고 자기장을 떠날 때 온도가 감소하는 자석칼로리 효과를 나타낸다.가돌리늄 합금 GdEr의8515 경우 온도가 5°C(41°F)로 낮아지고, 이 효과는 합금 Gd5(SiGe22)의 경우 상당히 강하지만 훨씬 낮은 온도(<85K(-188.2°C; -306.7°F))[9]에서 나타난다.Gd5(SiGex1−x) 화합물에서 최대 약 300 켈빈에 이르는 고온에서 상당한 자석칼로리 효과가 관찰된다.4[10]

개별 가돌리늄 원자는 풀레렌 분자로 캡슐화하여 분리할 수 있으며, 그곳에서 전송 전자현미경으로 시각화할 수 있다.[11]개별 Gd 원자와 소형 Gd 클러스터는 탄소 나노튜브에 통합될 수 있다.[12]

화학적 특성

참고 항목: 카테고리:가돌리늄 화합물

가돌리늄은 대부분의 원소와 결합하여 GD(III) 유도체를 형성한다.또한 높은 온도에서 질소, 탄소, 황, 인, 붕소, 셀레늄, 실리콘, 비소와 결합하여 이항 화합물을 형성한다.[13]

금속가돌리늄은 다른 희토류 원소와 달리 건조한 공기에서는 비교적 안정적이다.그러나 습한 공기에서는 빠르게 변색되어 느슨하게 달라붙는 가돌리늄(III) 산화물(GDO23)을 형성한다.

4 Gd + 32 O → 2 GDO23,

더 많은 표면을 산화물에 노출시키면서,

가돌리늄은 강력한 환원제로 여러 금속의 산화물을 원소로 감소시킨다.가돌리늄은 상당히 전기성이 강하며 냉수와 천천히 반응하고 뜨거운 물로 매우 빠르게 반응하여 수산화 가돌리늄을 형성한다.

2 Gd + 6 H2O → 2 Gd(OH)3 + 3 H2.

가돌리늄 금속은 [Gd(HO2)]93+ 콤플렉스로 존재하는 무색의 Gd(III) 이온을 함유한 용액을 형성하기 위해 황산을 희석시켜 쉽게 공격을 받는다.[14]

2 Gd + 3 HSO24 + 18 HO2 → 2 [Gd(HO2)]93+ + 3 SO2−
42 + 3 H

가돌리늄 금속은 약 200 °C(392 °F) 온도에서 할로겐(X2)과 반응한다.

2 Gd + 3 X2 → 2 GdX3.

화학 화합물

대부분의 화합물에서, 많은 희토류 금속과 마찬가지로, 가돌리늄은 산화 상태 +3을 채택한다.그러나 가돌리늄은 0, +1, +2 산화 상태에서 드물게 발견된다.4개의 삼할리드가 모두 알려져 있다.황색인 요오드화물을 제외하고는 모두 흰색이다.할로겐화에서 가장 흔히 만나는 것은 가돌리늄(III) 염화물(GdCl3)이다.산화물은 산에 용해되어 질산 가돌리늄과 같은 염분을 준다.

가돌리늄(III)은 대부분의 란타니드 이온과 마찬가지로 조정 번호가 높은 콤플렉스를 형성한다.이러한 경향은 8진수 리간드인 킬레이트 화합물 DOTA를 사용함으로써 나타난다.[GD(DOTA)]−의 염분은 자기 공명 영상에 유용하다.가도다이아미드 등 다양한 관련 킬레이트 복합체가 개발됐다.

특히 고체 상태에서는 감소된 가돌리늄 화합물이 알려져 있다.가돌리늄(Gadolinium)II) 할리드(halides)는 탄탈룸 용기에 금속 Gd가 있는 상태에서 할리드(III)를 가열하여 얻는다.가돌리늄은 또한 세스퀴클로로이드 GdCl을23 형성하는데, 800 °C (1,470 °F)에서 어닐링하면 GdCl로 더욱 감소할 수 있다.이 가돌리늄(I) 염화물은 흑연과 같은 층을 이루고 있다.[15]

동위 원소

주요 기사:가돌리늄 동위 원소

자연발생 가돌리늄은 Gd, Gd, Gd, Gd, Gd, Gd 등 6개의 안정동위원소와 1개의 방사성동위원소 Gd로 구성되며, 동위원소 Gd가 가장 풍부함(24.8%)이다.Gd의 예측된 이중 베타 붕괴는 관측된 적이 없다(1.3×10년21 이상의 반감기에 대한 실험 하한을 측정했다[16]).

29개의 가돌리늄 방사성 동위원소가 관측되었는데, 가장 안정된 것은 Gd(자연발생)이며, 반감기는 약 1.08×10년14, 반감기는 1.79×10년이다6.나머지 방사성 동위원소는 모두 반감기가 75년 미만이다.이들 중 대다수는 반감기가 25초 미만이다.가돌리늄 동위원소는 4개의 전이성 이소머가 있으며, 가장 안정성이 높은 것은 Gd(t1/2=110초), Gd(t1/2=85초), Gd(t1/2=24.5초)이다.

가장 풍부한 안정 동위원소 Gd보다 원자 질량이 낮은 동위원소는 주로 전자 포획에 의해 유로늄 동위원소로 붕괴된다.더 높은 원자 질량에서 일차 붕괴 모드는 베타 붕괴이고, 일차 생산물은 테르비움의 동위 원소다.

역사

가돌리늄은 미네랄 가돌리나이트의 이름을 따서 붙여졌고, 핀란드 화학자 겸 지질학자 요한 가돌린의 이름을 따서 명명되었다.[5]1880년 스위스의 화학자 장 샤를 갈리사르트 데 마리낙은 가돌리나이트의 표본과 분리된 광물체 세리테에서 가돌리나이트의 분광선을 관측했다.후자의 광물은 새로운 스펙트럼 라인으로 원소를 훨씬 더 많이 함유하고 있음을 증명했다.드 마리낙은 결국 세라이트로부터 광물산화물을 분리했는데, 이것이 이 새로운 원소의 산화물이라는 것을 깨달았다.그는 산화물의 이름을 "가돌리니아"라고 지었다.'가돌리니아'가 새로운 원소의 산화물임을 깨달았기 때문에 가돌리늄을 발견한 공로를 인정받고 있다.1886년 프랑스의 화학자 폴-에밀 레코크 데 보이스바우드란은 가돌리늄 금속을 가돌리니아로부터 분리하는 작업을 수행하였다.[17][18][19][20]

발생

가돌리나이트

가돌리늄은 산화물인 모나자이트와 바스트네이트와 같은 많은 광물들의 성분이다.그 금속은 너무 반응적이어서 자연적으로 존재할 수 없다.역설적으로, 위에서 언급했듯이, 미네랄 가돌나이트에는 실제로 이 원소의 흔적만 들어 있다.지구 표면의 풍부함은 약 6.2mg/kg이다.[5]주요 광산 지역은 중국, 미국, 브라질, 스리랑카, 인도, 호주 등지로 매장량이 100만톤을 넘을 것으로 예상된다.순수 가돌리늄의 세계 생산량은 연간 약 400톤이다.필수 가돌리늄을 함유하고 있는 유일한 미네랄인 레페르나이트-(Gd)는 매우 희귀하다.[21][22]

생산

가돌리늄은 모나자이트와 바스트네이트에서 생산된다.

  1. 찌그러진 미네랄은 염산이나 황산으로 추출해 불용성 산화물을 용해성 염화염소나 황산염으로 전환시킨다.
  2. 산성 필트레이트는 pH 3–4까지 가성소다로 부분적으로 중화된다.토륨은 수산화물로 침전된 후 제거된다.
  3. 남은 용액은 옥살산 암모늄으로 처리하여 희토류를 불용성 옥살산염으로 변환시킨다.황산염은 난방에 의해 산화물로 전환된다.
  4. 산화물은 주요 성분 중 하나인 세륨을 제외한 질산에 용해되며, 산화물은 HNO에서3 용해되지 않는다.
  5. 이 용액은 질산 마그네슘으로 처리되어 가돌리늄, 사마륨, 유로늄의 이중염의 결정화 혼합물을 만든다.
  6. 염분은 이온교환 크로마토그래피에 의해 분리된다.
  7. 희토류 이온은 적절한 복합제에 의해 선택적으로 세척된다.[5]

가돌리늄 금속은 산화물이나 염류로부터 아르곤 대기에서 1,450 °C(2,640 °F)에서 칼슘으로 가열하여 얻는다.스펀지 가돌리늄은 1,312 °C(2,394 °F) 미만의 온도에서 적절한 금속으로 용융된 GdCl을3 감압하여 생산할 수 있다.[5]

적용들

가돌리늄은 대규모 용도가 없지만 다양한 특화 용도가 있다.

gd는 중성자 단면이 높기 때문에 중성자 치료에서 종양을 표적으로 삼는데 쓰인다.이 소자는 중성자 방사선 촬영 및 원자로 차폐에 유효하다.이는 일부 원자로, 특히 CANDU 원자로 유형의 2차 비상 정지 조치로 사용된다.[5]가돌리늄은 핵 해양 추진 시스템에서도 연소성 독으로 사용된다.

가돌리늄은 특이한 야금성을 가지고 있는데, 가돌리늄의 1% 정도가 철, 크롬 및 관련 합금의 고온과 산화에 대한 내성과 작업성을 향상시킨다.[23]

가돌리늄은 실온에서 파라마그네틱으로 강자성 퀴리 지점이 20°C(68°F)이다.[7]가돌리늄과 같은 파라마그네틱 이온은 핵 이완 속도를 높여 가돌리늄을 자기공명영상(MRI)에 유용하게 만든다.유기농 가돌리늄 복합체와 가돌리늄 화합물의 용액은 정맥 MRI 조영제로 사용돼 의료용 자기공명영상촬영(MRA) 시술에서 영상을 강화한다.마그네비스트가 가장 널리 퍼진 예다.[24][25]'가도나노튜브'로 불리는 가돌리늄을 포장한 나노튜브는 일반 가돌리늄 조영제보다 40배 이상 효과가 있다.[26]전통적인 가돌리늄 기반의 조영제는 대상이 되지 않아 일반적으로 주사 후 몸 전체에 분포하지만, 온전한 혈뇌 장벽을 넘지 않는다.뇌종양, 그리고 혈액뇌장벽을 저하시키는 다른 장애는 이러한 작용들이 뇌로 침투하여 대조 강화 MRI를 통해 발견을 용이하게 한다 마찬가지로 연골의 지연된 가돌리늄 강화 자기공명영상도 원래 건강한 연골에서 제외된 이온화합물인 이온화합물을 사용한다정전기적 반발에 근거하지만 골관절염과 같은 질병에서 프로토글리칸이 고갈된 연골에 들어갈 것이다.

인광체로서의 가돌리늄은 다른 영상에도 사용된다.X선 시스템에서 가돌리늄은 검출기의 폴리머 매트릭스에 매달린 인광층에 포함되어 있다.인광층에 있는 테르비움 도포 가돌리늄 옥시설피드(GdOS22:Tb)는 선원에서 방출된 X선을 빛으로 변환한다.이 물질은 Tb의3+ 존재로 540nm에서 녹색 빛을 방출해 영상 화질을 높이는 데 매우 유용하다.Gd의 에너지 변환은 최대 20%로 인광층에 부딪히는 X선 에너지의 1/5이 가시광자로 변환될 수 있다는 것을 의미한다.가돌리늄 옥시코실산염(GdSiO25, GSO, 일반적으로 Ce의 0.1–1.0% 도핑)은 양전자 방출 단층 촬영과 같은 의료 영상이나 중성자 검출에 섬광기로 사용되는 단일 결정체다.[27]

가돌리늄 화합물은 또한 컬러 TV 튜브의 녹색 인광을 만드는 데도 사용된다.[28]

가돌리늄-153은 원자로에서 원소 유로늄 또는 농축 가돌리늄 표적에서 생산된다.240±10일의 반감기를 가지고 있으며 41 keV와 102 keV에서 강한 피크를 가진 감마선을 방출한다.이것은 핵의약품 영상 시스템이 올바르게 작동하고 환자 내부에서 방사성 동위원소 분포의 유용한 이미지를 생성하기 위해 선원과 교정 팬텀과 같은 많은 품질 보증 어플리케이션에 사용된다.[29]또한 X선 흡수 측정이나 골다공증 검진을 위한 골밀도 측정기, Lexiscope 휴대용 X선 영상 시스템에서도 감마선 선원으로 사용된다.[30]

가돌리늄은 가돌리늄 이티움 가넷을 만드는데 사용된다(Gd:YAlO3512); 마이크로파 어플리케이션을 적용하고 있으며 다양한 광학 부품 제작 및 자기 광학 필름의 기질 재료로 사용된다.[citation needed]

가돌리늄 갈륨 가넷(GGGG, GdGaO3512)은 모조 다이아몬드와 컴퓨터 버블 메모리에 사용되었다.[31]

가돌리늄은 고체산화물 연료전지(SOFCs)에서도 전해질 역할을 할 수 있다.세륨옥사이드(cerium oxide, gadolinium-dapped ceria)와 같은 물질에 가돌리늄을 도판트로 사용하면 이온전도도가 높고 작동온도가 낮은 전해질을 생성해 연료전지의 비용 효율적인 생산에 최적이다.

상온 부근의 자기냉동에 대한 연구가 진행 중인데, 이는 기존의 냉동 방식에 비해 상당한 효율과 환경적 이점을 제공할 수 있을 것이다.Gd5(SiGex1−x)와 같은 가돌리늄 기반의 재료는 퀴리 온도가 높고 거대 자석칼로리 효과로 인해 현재 가장 유망한 재료다.4퓨어 Gd 자체는 퀴리 온도 20 °C(68 °F) 부근에 큰 자석칼로리 효과를 나타내며, 이는 더 큰 효과와 튜닝 가능한 퀴리 온도의 Gd 합금 생산에 큰 관심을 불러일으켰다.Gd5(SiGex1−x)4에서는 Si와 Ge의 구성을 변경하여 퀴리 온도를 조정할 수 있다.이 기술은 아직 개발 초기 단계에 있으며, 상업적으로 실용화되기 전에 중요한 물질적 개선이 여전히 필요하다.[10]

일본 슈퍼카미오칸데의 물리학자 마크 바긴스와 존 비콤은 가돌리늄이 탱크 내 매우 고순도 물에 첨가되면 중성미자 검출이 용이해질 수 있다는 이론을 세웠다.[32]

가돌리늄 바륨 산화 구리(GdBCO)는 예를 들어 풍력 터빈과 같은 초전도 모터 또는 발전기에 응용한 초전도 특성 때문에[33][34][35] 연구되었다.[36]가장 널리 연구된 컵레이트 고온 초전도체, YBCO(Yttrium Barium corrium oxide)와 같은 방식으로 제조할 수 있으며, 유사한 화학 성분(GdBaCuO237−δ )을 사용한다.[37]가장 주목할 만한 것은 2014년 캠브리지 대학의 벌크 초전도 그룹이 벌크 고온 초전도체에서 가장 높게 갇힌 자기장의 세계 신기록을 세우기 위해 사용했다는 점이다.GdBCO 불룩 2개 안에 6T가 갇혀 있다.[38][39]

안전

주요기사 : MRI 조영제 및 신로젠성 전신섬유화
가돌리늄
위험
GHS 라벨 표시:
GHS02: Flammable
위험
H261
P231+P232, P422[40]
NFPA 704(화재 다이아몬드)
0
0
1

자유이온으로서 가돌리늄은 독성이 강한 것으로 보고되는 경우가 많지만, MRI 조영제는 킬레이트 화합물로 대부분의 사람에게 사용될 수 있을 만큼 안전하다고 여겨진다.동물에서 자유 가돌리늄 이온의 독성은 칼슘-이온 채널에 의존하는 여러 공정과의 간섭에 기인한다.50% 치사량은 약 0.34mmol/kg(IV, 마우스)[41] 또는 100–200mg/kg이다.설치류 독성 연구는 가돌리늄의 킬레이트화(용해성도 개선)가 자유이온에 대한 독성을 50배 감소시킨다는 것을 보여준다(즉, Gd-chelate의 치사량이 50배 증가한다).[42][43]따라서 인간 내 가돌리늄 기반 조영제(GBCA[44])의 임상 독성은 킬레이트 화합물의 강도에 따라 결정된다고 믿지만, 이 연구는 아직 완전하지 않다.[when?]전세계에서 약 12개의 Gd-cheled 에이전트들이 MRI 조영제로 승인되었다.[45][46][47]

신장 기능부전 환자의 경우 가돌리늄 기반 조영제 사용으로 인해 발생하는 희귀하지만 심각한 질환인 신프로겐 전신섬유화(NSF)[48]가 발생할 위험이 있다.그 질병은 어느 정도 경화증과 닮아 있다.조영제를 주입한 후 몇 달 후에 발생할 수 있다.그것은 매개 분자가 아닌 가돌리늄과의 연관성은 가돌리늄이 매우 다른 매개 분자에 의해 운반되는 다양한 조영 물질과 함께 발생함으로써 확인된다.이 때문에 신장 말기 신장에 이상이 있는 개인에게는 이 약제를 사용하지 않는 것이 좋으며 이는 응급 투석이 필요하기 때문이다.GBCA 투여 후 몇 시간에서 2개월 이내에 정상 또는 거의 정상 신기능을 가진 환자에서 NSF와 유사하지만 동일하지 않은 증상이 발생할 수 있다; 이 질환에 대해 "가돌리늄 증착병"(GDD)이라는 명칭이 제안되었으며, 이는 이미 존재하는 질병이나 이후 발병한 알의 질병이 없을 때 발생한다.세로로 알려진 과정2016년의 한 연구는 GDD의 수많은 일화 사례들을 보고했다.[49]단, 이 연구에서는 가돌리늄 독성이 있는 것으로 자가 확인된 대상자에 대해서는 온라인 지원 그룹에서 참가자를 모집하였으며, 관련 병력이나 데이터는 수집되지 않았다.그 질환의 존재를 증명하는 결정적인 과학적 연구는 아직 없다.

캐나다방사선학회(Canadian Radiatian Association of Canadian Radiathical[50] Association)의 현행 지침에는 투석 환자는 반드시 필요한 경우에만 가돌리늄 약물을 받아야 하며, 검사 후에는 투석을 받아야 한다는 내용이 포함되어 있다.투석 환자에게 조영제 MRI를 수행해야 하는 경우 특정 고위험 조영제는 피하되 낮은 선량은 고려하지 않는 것이 좋다.[50]미국방사선전문대학은 대조 강화 MRI 검사가 NSF 발생 가능성을 감소시키는 것으로 입증되지는 않았지만 예방 차원에서 가능한 한 투석 전 가깝게 수행될 것을 권고하고 있다.[51]FDA는 평생 다회 복용량이 필요한 환자, 임산부, 어린이 및 염증성 질환이 있는 환자에게 사용되는 GBCA 유형을 선택할 때 가돌리늄 보유 가능성을 고려할 것을 권고한다.[52]

아나필락토이드 반응은 드물며, 약 0.03–[53]0.1%에서 발생한다.

인간의 사용으로 인한 가돌리늄 오염의 장기적 환경 영향은 현재 진행 중인 연구 주제다.[54][55]

생물학적 역할

가돌리늄은 알려진 생물학적 역할은 없지만, 그 화합물은 바이오의약품의 연구 도구로 사용된다.GD3+ 화합물은 MRI 조영제의 성분이다.[56]다양한 이온채널 전기생리학 실험에 활용돼 나트륨 누출 채널을 차단하고 활성 이온 채널을 늘린다.[57]가돌리늄은 최근 전자파 자기공명을 통해 단백질 내 두 지점 사이의 거리를 측정하는데 사용되었는데, 가돌리늄은 w-밴드(95GHz) 주파수의 EPR 민감도 덕분에 특히 쉽게 사용할 수 있다.[58]

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외부 링크