Neodymový prvek pro laserová fúzní zařízení

Neodym, prvek 60 periodické tabulky.

a

Neodym je spojován s praseodymem, což jsou lanthanoidy s velmi podobnými vlastnostmi. V roce 1885, poté co švédský chemik Mosander objevil směslanthana praseodymu a neodymu, Rakušané z Welsbachu úspěšně oddělili dva druhy „vzácných zemin“: oxid neodymu aoxid praseodymua nakonec se oddělilineodymapraseodymod nich.

Neodym, stříbrnobílý kov s aktivními chemickými vlastnostmi, může na vzduchu rychle oxidovat. Podobně jako praseodym reaguje pomalu ve studené vodě a v horké vodě rychle uvolňuje plynný vodík. Neodym má nízký obsah v zemské kůře a je přítomen hlavně v monazitu a bastnaezitu, přičemž jeho hojnost je druhá nejpočetnější hned po ceru.

Neodym se v 19. století používal hlavně jako barvivo ve skle. Kdyoxid neodymuPokud by se roztavilo do skla, produkovalo by různé odstíny od teplé růžové po modrou v závislosti na zdroji okolního světla. Nepodceňujte speciální sklo neodymových iontů zvané „neodymové sklo“. Je to „srdce“ laserů a jeho kvalita přímo určuje potenciál a kvalitu výstupní energie laserového zařízení. V současné době je známé jako laserové pracovní médium na Zemi, které dokáže vydávat maximální energii. Neodymové ionty v neodymovém skle jsou klíčem k pohybu nahoru a dolů v „mrakodrapu“ energetických hladin a k vytváření laseru s maximální energií během velkého přechodového procesu, který dokáže zesílit zanedbatelnou laserovou energii na úrovni nanojoulů 10-9 na úroveň „malého slunce“. Největší laserové fúzní zařízení neodymového skla na světě, National Ignition Device of the United States, pozvedlo technologii kontinuálního tavení neodymového skla na novou úroveň a je uvedeno mezi sedmi nejlepšími technologickými divy v zemi. V roce 1964 zahájil Šanghajský institut optiky a jemné mechaniky Čínské akademie věd výzkum čtyř klíčových technologií: kontinuálního tavení, přesného žíhání, lemování a testování neodymového skla. Po desetiletích výzkumu bylo v posledním desetiletí konečně dosaženo významného průlomu. Tým Hu Liliho je prvním na světě, který realizoval šanghajské ultraintenzivní a ultrakrátké laserové zařízení s laserovým výkonem 10 wattů. Jeho jádrem je zvládnutí klíčové technologie velkoobjemové a vysoce výkonné laserové výroby neodymového skla. Šanghajský institut optiky a přesných strojů Čínské akademie věd se proto stal první institucí na světě, která nezávisle zvládla kompletní procesní technologii výroby laserových komponentů z neodymového skla.

Neodym lze také použít k výrobě nejsilnějšího známého permanentního magnetu – slitiny neodymu a železa bóru. Slitina neodymu a železa bóru byla velkou odměnou, kterou Japonsko v 80. letech 20. století nabídlo za prolomení monopolu společnosti General Motors ve Spojených státech. Současný vědec Masato Zuokawa vynalezl nový typ permanentního magnetu, což je slitina magnetu složená ze tří prvků: neodymu, železa a boru. Čínští vědci také vytvořili novou metodu spékání, která místo tradičního spékání a tepelného zpracování využívá indukční ohřev, čímž dosahuje hustoty spékání přesahující 95 % teoretické hodnoty magnetu, což umožňuje zabránit nadměrnému růstu zrn magnetu, zkrátit výrobní cyklus a odpovídajícím způsobem snížit výrobní náklady.


Čas zveřejnění: 1. srpna 2023