Sihirli Metal

Bugün size bir sihirbazlık numarası anlatacağım.

Geçen günkü yazımda mıknatıslardan bahsetmiştim, hatırlıyorsunuzdur.

Hani süper mıknatıslar vardı, manyetik gücü oldukça yüksek olan yapay neodyum mıknatıslar.

***

Bugün konumuz yine mıknatıslarla ilgili, ama direkt mıknatıs değil.

Şimdi öyle bir metal düşünün ki, olayın tam tersi olsun, yani öyle bir metal olsun ki elimizde, o süper neodyum mıknatıs bazen demirden çok daha kuvvetli şekilde çeksin kendine bu metali.

Yani manyetik kuvvetlere demirden çok daha duyarlı bir metalden bahsediyorum.

Ama bu metal sihirli bir metal olsun, bazen de manyetizma buna hiçbir şey yapamasın!

Bazen bu metal aynı bir alüminyum parçası gibi manyetizmaya kayıtsız kalsın.

Üstelik bunu yapmasını siz bir şekilde kendiniz kontrol de edebilin!

Sizce bu dediğim olacak şey mi?

***

Ben bir sihirbaz olsaydım böyle bir metal çok işime yaradı herhalde. 

Böyle bir metal ile ne sihirbazlık numaraları yapardım kim bilir, millet hayretler içinde kalırdı herhalde.

Numaramı çekerdim ve mesela bu metalden yapılmış bir parayı önce bir mıknatısla kendim yerinden oynatırdım, ama mıknatısı ve parayı seyirciye verdiğimde aynı şeyi o yapamazdı, ne komik olurdu değil mi?

Tamam, benim böyle şeyler için hayal gücüm çok iyi değildir, ama yaratıcı bir sihirbaz böyle bir metal ile yapacak çok ilginç numaralar bulurdu herhalde.

***

Evet, doğada böyle bir metal var!

Periyodik tabloda Gd sembolü ve 64 atom numarasıyla yerini almış olan “gadolinium” elementi! 

Türkçesi gadolinyum sanırım.

Bu element belli bir ısının üstünde alüminyum gibi manyetizmaya kayıtsız davranıyor, bir miktar soğutulduğunda ise demirden bile daha kuvvetli şekilde bir mıknatısa yapışıveriyor.

Çok ilginç değil mi? 

Isı ile manyetizmaya tepkisi kontrol edilebilen bir metal!

Üstelik manyetik kuvvete karşı duyarlı olması için oda sıcaklığının biraz altına kadar soğutulması yeterli.  

Soğuk su ile bile soğutsan olur.

Yani mıknatısların fazla ısı sebebiyle manyetik özelliğini kaybedebileceğini kadar bir sıcaklık değil bahsi geçen ısı seviyesi. 

Manyetizma özelliğini yitirmesi için soğuk bir parayı avucunuzda ısıtsanız yeterli! 

Benim sihirbazlık numaramda önceden soğuttuğunuz gadolinyum parayla bir mıknatıs ile oynayıp, parayı avucunuzda biraz ısıtıp seyirciye verseniz, aynı şeyi o yapamayacak.

Şaşırır herhalde.

***

Piere Curie, evet, şu radyoaktif radyum elementini bulan Polonyalı Marie Sklodowska Curie’nin Fransız kocası.

O da bir fizikçi ve aynı zamanda da bir kimyacı, Nobel fizik ödülünü karısıyla birlikte ikisine beraber vermişler zamanında. 1903 yılı Nobel ödülü sanırım.

Marie Curie Nobel ödülünü alan ilk kadın bilim insanı. Üstelik iki defa almış bu ödülü.

İşte kocası Piere Curie manyetizma üzerine çok çalışmış ve mıknatısların, ya da mıknatıslardan etkilenen “ferrometal” denilen metallerin belli bir ısı seviyesinde manyetik özelliklerini veya manyetizmadan etkilenmelerini kaybettiklerini keşfetmiş.

Bu ısı seviyesine Curie noktası ya da Curie ısısı deniyor. 

Her ferrometal malzemenin farklı Curie noktası var.

İşte gadolinium elementinin de Curie noktası oda sıcaklığı, 19-20 °C.

Elementin ısısı bu sıcaklık altında olduğunda manyetizmadan etkileniyor, üstünde ise alüminyum gibi herhangi bir mıknatıstan etkilenmiyor.

Demirin de bir Curie ısısı var, ama demirin bu limiti oldukça yüksek bir sıcaklık, 770 °C.

Mesela nikel de 354 °C.

Yani bu sıcaklıklar oldukça yüksek sıcaklıklar.

Gadolinyum ise oda sıcaklığında manyetizmaya etkisi değiştiği için sihirli bir metal olarak tanımlanıyor. 

Aslında aynı sihir tüm ferrometaller için geçerli. Diğerlerinin ısı seviyesi oldukça yüksek sadece.

***

Gadolinium elementini doğada cevher olarak Jean Charles Galissard de Marignac 1880 yılında bulmuş. 

Ama bulduğu bu cevherleri incelesin diye Finlandiyalı kimyacı Johan Gadolin’e göndermiş.

Okside haldeki bu cevhere daha sonra diğer kimyacılar tarafından Johan Gadolin anısına “gadolinit”adı verilmiş. Gadolin saygıdeğer bir kimyacıymış anladığım kadarıyla.

1886 yılında gadolinit cevherinden saf “gadolinium” elementini ayrıştıran ise Fransız kimyacı Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran olmuş.

***

Bu elementin bahsettiğim manyetik etkiye ilginç tepkisi dışında bir diğer özelliği de nötronlara karşı aşırı ilgisi.

Aslında ilginç diyorum, ama manyetizmadan etkilenen tüm metallerde aynı özellik var sonuçta, sadece bunun Curie noktası oda sıcaklığı olduğu için ilginç gibi görünüyor! Diğer metaller ise aynı şeyi çok daha yüksek ısılarda yapıyorlar.

***

Evet, gadolinium bir nötron canavarı adeta. 

Ortalıkta gezinen boşta nötron varsa hemen bünyesine katıveriyor.

Bu özelliği ise nükleer reaktörlerde nükleer tepkimelerin kontrol altında tutulması için oldukça faydalı bir özellik.

Nükleer tepkimeler neticesinde bildiğiniz gibi parçalanan uranyum izotoplarından ortaya saçılan nötronlar diğer uranyum atomlarını parçalıyor ve bu şekilde zincirleme reaksiyon ile uranyum izotopları bir bomba oluveriyor. 

Atom bombası!

Ama arada gadolinium elementi olduğunda parçalanan uranyum izotoplarından saçılan nötronların istenilenden fazlası bu element tarafından soğurulduğu için nükleer reaktörlerde kontrollü bir nükleer tepkime yapılabilir oluyor.

Yani nükleer enerji teknolojisinde de kullanılan oldukça faydalı bir elementten bahsediyoruz.

***

Peki bu kadar önemli bir element ise bu, dünyada rahatça bulunabilen bir şey mi acaba?

Aslında az bulunur bir mineral bu gadolinium ve doğada sadece okside halde bulunabiliyor, gadolinit halinde.

Kanada’da, Amerika Birleşik Devletleri’nde, İsveç ve Norveç’te, Japonya, Madagaskar, Mozambik, Güney Afrika Cumhuriyeti şimdilik işletim halinde olan cevher yataklarının olduğu ülkeler.

Norveç ise ihtiyacın %95’ini dünyaya ihraç eden ülke.

Bizde var mıdır?

Bilmem, araştırsak belki buluruz, Maden Tetkik ve Arama Enstitüsü (MTA) diye bir kuruluşumuz var, orada çalışan bir sürü de jeoloji mühendisimiz var, olsaydı bulurlardı herhalde bugüne kadar.

Değerli bir maden bence, varsa mutlaka bulunmalı!

***

Nükleer santrallerde kullanılıyor diyorum, ama daha kullanılabileceği bir sürü alan var.

Mesela tıpta MR teknolojisinde de kullanılabiliyormuş. 

Buzdolaplarında bile enerji harcamasını daha da düşürdüğü için kullanım imkânı varmış.

Ama benim en hoşuma giden ısı kontrollü manyetik motor teknolojisinde kullanım imkânı olması oldu. 

Motorun dönüş hızını ve gücünü basit bir ısı kontrol mekanizması ile kontrol altında tutabiliyorsunuz. 

Üstelik manyetik etkilere karşı oldukça duyarlı bir metal olduğu için neodyum mıknatıslardan maksimum güç elde edilmesinde de oldukça etken bir metal gadolinium.

***

Nasıl? Bu sihirli elementi sevdiniz mi?

Kristal meraklıları için de oldukça güzel gadolinit kristalleri çıkıyor doğada, internette de bulup satın almak mümkün.

***

Ülkemiz çeşitli mineraller konusunda bir cennet. Önemli olan neyi nerede ve ne amaçla arayacağın. 

Bence arayalım bu minerali, belki gerçekten ararsak buluruz.

Bugünlük de burada bitireyim yazıyı.

Moskova’dan herkese sevgi ve saygılarımla.