Lutetiumoxyorthosilicat

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Kristallstruktur
Kristallstruktur von Lutetiumoxyorthosilicat
__Lu3+     __ Si4+     __ O2−
Allgemeines
Name Lutetiumoxyorthosilicat
Andere Namen

LSO

Verhältnisformel Lu2SiO5
CAS-Nummer 12168-86-4
Kurzbeschreibung

trigonale, farblose Kristalle[1]

Eigenschaften
Molare Masse 458,0165 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

7,4 g·cm−3[1]

Schmelzpunkt

2047 °C [1]

Brechungsindex

1,82[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [2]
keine Einstufung verfügbar
H- und P-Sätze H: siehe oben
P: siehe oben
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche nicht möglich

Lutetiumoxyorthosilicat (LSO) ist eine Silicium-Sauerstoff-Verbindung des Lutetiums.

Mit Cer dotiert eignet es sich als Szintillatormaterial für den Nachweis von Gammastrahlen. LSO wurde Anfang der 1990er-Jahre entwickelt und hat seitdem bei vielen heute erhältlichen Positronen-Emissions-Tomographie-Systemen (PET) die bis dahin verwendeten Szintillatoren Bismutgermanat (BGO) und Gadoliniumorthosilicat (GSO) verdrängt.[1] Der Brechungsindex ist 1,82, der lineare Schwächungskoeffizient µ beträgt 0,87 cm−1 und die Zeitkonstante für das Abklingen einer Szintillation ist 40 ns[3]. Der u. a. von Kernladungszahl und Wirkungsquerschnitt abhängige Photoeffektanteil µr bei Photonen einer Energie von 511 keV beträgt 34 %.[4] LSO-Kristalle haben eine trigonale Kristallstruktur und eine Mohshärte von 5,8.

Die sehr kurze Zeitkonstante von 40 ns gegenüber 300 ns bei BGO ermöglicht bei der Positronen-Emissions-Tomographie kleinere Koinzidenzfenster und damit höhere Zählraten als dies bei sonst gleichem Gerätedesign möglich wäre. Der lineare Schwächungskoeffizient µ ist jedoch geringer als der von BGO (0,87 cm−1 vs. 0,96 cm−1)[4], so dass die Sensitivität für Gammaquanten etwas geringer ausfällt.

Lutetiumoxyorthosilicat kristallisiert im monoklinen Kristallsystem, Raumgruppe C2/c (Raumgruppen-Nr. 15)Vorlage:Raumgruppe/15, mit den Gitterparametern a = 14,28 Å, b = 6,640 Å, c = 10,25 Å und β = 122,2°.[5] Die Struktur enthält isolierte O2−- und SiO44−-Ionen.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Guohao Ren, Laishun Qin, Huanying Li, Sheng Lu: Investigation on defects in Lu2SiO5:Ce crystals grown by Czochralski method. In: Crystal Research and Technology, Volume 41, Issue 2, pages 163–167, February 2006 doi:10.1002/crat.200510549
  • Patent US6323489: Single crystal scinitillator. Veröffentlicht am 27. November 2001, Erfinder: KENNETH J MCCLELLAN.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c d e MTI Corporation: New Scintillation Crystal Ce:Lu2SiO5 (MS Word; 289 kB).
  2. Diese Substanz wurde in Bezug auf ihre Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
  3. Charles L. Melcher, Scintillation Crystals for PET, J Nucl Med 2000; 41:1051–1055 (Memento vom 13. September 2006 im Internet Archive).
  4. a b William W. Moses: Nuclear Medical Imaging Techniques and Challenges; Lawrence Berkeley National Laboratory Department of Functional Imaging; February 9, 2005 (PDF; 9,3 MB)
  5. T. Gustafsson, M. Klintenberg, S.E. Derenzo, M.J. Weber, J. O. Thomas: Lu2SiO5 by single-crystal X-ray and neutron diffraction. In: Acta Crystallographica, C57, 2001, S. 668–669, doi:10.1107/S0108270101005352.