Neodimijumski element za uređaje za lasersku fuziju

Neodimijum, element 60 periodnog sistema.

Neodimijum je povezan sa prazeodimijumom, a oba su lantanidi sa vrlo sličnim svojstvima. Godine 1885, nakon što je švedski hemičar Mosander otkrio mješavinulantante prazeodima i neodimijuma, Austrijanci Welsbach su uspješno odvojili dvije vrste “rijetke zemlje”: neodimijum oksid iprazeodijum oksida, i konačno razdvojenineodimijumipraseodymiumod njih.

Neodimijum, srebrno beli metal sa aktivnim hemijskim svojstvima, može brzo oksidirati na vazduhu; Slično kao i prazeodim, on sporo reaguje u hladnoj vodi i brzo oslobađa vodonik u toploj vodi. Neodim ima nizak sadržaj u Zemljinoj kori i uglavnom je prisutan u monazitu i bastnezitu, a po zastupljenosti je drugi nakon cerijuma.

Neodim se uglavnom koristio kao boja za staklo u 19. veku. Kadaneodimijum oksidpretopljen u staklo, proizveo bi različite nijanse u rasponu od tople ružičaste do plave u zavisnosti od izvora ambijentalnog svjetla. Nemojte podcijeniti specijalno staklo neodimijum jona koje se zove “neodimijum staklo”. On je „srce“ lasera, a njegov kvalitet direktno određuje potencijal i kvalitet izlazne energije laserskog uređaja. Trenutno je poznat kao laserski radni medij na Zemlji koji može proizvesti maksimalnu energiju. Ioni neodimijuma u neodimijumskom staklu su ključ za trčanje gore-dole u „neboderu“ energetskih nivoa i formiranje lasera sa maksimalnom energijom tokom velikog procesa tranzicije, koji može pojačati zanemarljivu energiju lasera od 10-9 nanodžula do nivoa „malo sunce“. Najveći svjetski uređaj za lasersku fuziju neodimijskog stakla, Nacionalni uređaj za paljenje Sjedinjenih Država, podigao je tehnologiju kontinuiranog topljenja neodimijskog stakla na novi nivo i uvršten je među sedam najboljih tehnoloških čuda u zemlji. Godine 1964. Šangajski institut za optiku i finu mehaniku Kineske akademije nauka započeo je istraživanje četiri ključne tehnologije kontinuiranog topljenja, preciznog žarenja, ivica i ispitivanja neodimijumskog stakla. Nakon decenija istraživanja, u protekloj deceniji konačno je napravljen veliki iskorak. Hu Lilijev tim je prvi u svijetu koji je realizirao Shanghai ultra intenzivan i ultra kratak laserski uređaj sa laserskim izlazom od 10 vati. Njegovo jezgro je ovladavanje ključnom tehnologijom velike proizvodnje laserskog Nd stakla visokih performansi. Stoga je Šangajski institut Kineske akademije nauka za optiku i precizne mašine postao prva institucija u svijetu koja je samostalno ovladala tehnologijom kompletne proizvodnje laserskih Nd staklenih komponenti.

Neodimijum se takođe može koristiti za izradu najmoćnijeg poznatog trajnog magneta – legure neodimijum gvožđa i bora. Legura neodimijum gvožđa i bora bila je teška nagrada koju je Japan ponudio 1980-ih za razbijanje monopola General Motorsa u Sjedinjenim Državama. Savremeni naučnik Masato Zuokawa izumio je novi tip trajnog magneta, koji je magnet od legure sastavljen od tri elementa: neodimijuma, gvožđa i bora. Kineski naučnici su takođe kreirali novu metodu sinterovanja, koristeći indukcijsko grejanje sinterovanja umesto tradicionalnog sinterovanja i termičke obrade, kako bi postigli gustinu sinterovanja od preko 95% teorijske vrednosti magneta, čime se može izbeći prekomerni rast zrna magneta, skratiti proizvodnog ciklusa, te shodno tome smanjuju troškove proizvodnje.