Gadolinium Gd

Découverte

En 1880, le chimiste suisse Jean Charles Galissard de Marignac repéra les indices spectraux d'un nouvel élément dans des oxydes de terres rares tirés de minéraux comme la gadolinite. En 1886, Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran purifia davantage l'oxyde en France et donna son nom à l'élément.

Le gadolinium métallique pur ne fut disponible qu'au XXe siècle. Des recherches des années 1930 montrèrent qu'il devient ferromagnétique en dessous d'environ 20 °C (293 K), une propriété qu'on ne retrouve guère, parmi les éléments, que dans le fer, le cobalt et le nickel.

Origine du nom

L'élément tire son nom du minéral gadolinite, qui honore le chimiste finlandais Johan Gadolin. En 1794, Gadolin isola l'yttria, le premier oxyde de terre rare, d'un minéral trouvé à Ytterby, en Suède, et on le considère souvent comme le père de la chimie des terres rares.

Principales utilisations

• Contraste en IRM : des ions gadolinium enveloppés dans des molécules chélatantes sont injectés dans le sang, où ils modifient la relaxation magnétique de l'eau environnante et font ressortir vaisseaux sanguins et tumeurs.
• Génie nucléaire : le gadolinium 157 possède la plus grande section efficace de capture des neutrons thermiques de tous les nucléides stables. L'oxyde de gadolinium est mélangé à certains combustibles comme « poison consommable » pour modérer la réactivité en début de cycle.
• Détection des neutrons : le détecteur japonais Super-Kamiokande a dissous un composé du gadolinium dans son eau pour capturer les neutrons plus efficacement.
• Réfrigération magnétique : son fort effet magnétocalorique en fait un matériau modèle pour une réfrigération sans gaz frigorigènes conventionnels.

Isotopes

Le gadolinium naturel contient sept isotopes. Le gadolinium 152 est radioactif avec une demi-vie extrêmement longue ; les autres sont stables. Le gadolinium 155 et le gadolinium 157 assurent l'essentiel de l'absorption des neutrons. Le gadolinium 153 artificiel, de demi-vie d'environ 240 jours, a servi de source de rayonnement dans des appareils d'ostéodensitométrie.

Dans la vie quotidienne

Si vous avez passé une IRM avec produit de contraste, on vous a probablement injecté du gadolinium. La majeure partie quitte l'organisme par les urines en un jour environ, mais chez les personnes atteintes de maladie rénale sévère, une affection rare appelée fibrose néphrogénique systémique a été associée à certains produits ; la fonction rénale est donc vérifiée au préalable. Des études ont aussi trouvé des traces retenues dans le cerveau après des injections répétées ; les médecins n'utilisent donc ces produits que lorsqu'ils apportent une valeur diagnostique. Les décisions concernant le produit de contraste doivent toujours être prises avec un professionnel de santé.