Gadolinium (Gd)

L'élément qui rend vos IRM plus nettes et qui devient magnétique quand il fait frais.

Le gadolinium possède sept électrons non appariés, un record qui en fait un aimant atomique exceptionnel. Encapsulé dans des molécules protectrices, il sert de produit de contraste dans des dizaines de millions d'IRM chaque année. Il est aussi l'élément stable qui capture le mieux les neutrons.

Numéro atomique: 64
Symbole: Gd
Masse atomique: 157,25 u
Famille: Lanthanides
État à 0 °C: Solide
Découverte: 1880, Jean Charles Galissard de Marignac

Origine du nom

Du chimiste finlandais Johan Gadolin.

À quoi il ressemble

Métal blanc argenté, malléable, qui ternit lentement à l'air. Il est attiré par un aimant… s'il fait un peu frais.

Où le trouve-t-on ?

Environ 6 ppm dans la croûte terrestre. Il est présent dans la monazite, la bastnäsite et la gadolinite. On en détecte désormais des traces d'origine médicale dans les rivières et l'eau du robinet de certaines grandes villes.

Comment on le produit

Séparé par extraction par solvant ou échange d'ions, puis réduit à l'état métallique par le calcium à partir de son fluorure.

À quoi sert-il ?

Agents de contraste pour l'IRM.
Absorbeur de neutrons dans les réacteurs et le blindage.
Détection de neutrons : le détecteur japonais Super-Kamiokande y est dopé depuis 2020.
Réfrigération magnétique expérimentale (effet magnétocalorique).
Écrans de radiographie et scintillateurs.

Au quotidien

Injection de produit de contraste lors d'une IRM
Écran intensificateur de radiographie

Rôle dans le vivant

Aucun rôle biologique. L'ion gadolinium libre est toxique ; c'est pourquoi on l'enferme dans des molécules « cages » (chélates) éliminées par les reins en quelques heures.

Dangers

Chez les insuffisants rénaux, certains produits de contraste ont provoqué une maladie grave, la fibrose néphrogénique systémique. On sait aussi que de petites quantités se déposent durablement dans le cerveau et les os ; plusieurs produits ont été retirés du marché européen en 2017.

Histoire

Le Suisse Jean Charles Galissard de Marignac le repéra par spectroscopie en 1880 ; Lecoq de Boisbaudran isola son oxyde en 1886. Il fut nommé d'après la gadolinite, elle-même baptisée en l'honneur du chimiste finlandais Johan Gadolin, pionnier de l'étude des terres rares.

Le saviez-vous ?

Sa température de Curie est d'environ 20 °C : il est ferromagnétique dans une pièce fraîche et perd son aimantation dans une main chaude.
Le gadolinium-157 capture les neutrons des dizaines de milliers de fois plus efficacement que la plupart des éléments.
Le Rhin et la Spree contiennent un excès mesurable de gadolinium provenant des hôpitaux.