Lutetiumoxyorthosilicat

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

LSO

Verhältnisformel Lu2SiO5
Kurzbeschreibung

trigonale, farblose Kristalle[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 12168-86-4
EG-Nummer 235-337-4
ECHA-InfoCard 100.032.113
Wikidata Q1877799
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 GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

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.

Literatur[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. Band 41, Nummer 2, S. 163–167, Februar 2006, doi:10.1002/crat.200510549

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • 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. Vorlage:CL Inventory/nicht harmonisiertFür diesen Stoff liegt noch keine harmonisierte Einstufung vor. Wiedergegeben ist eine von einer Selbsteinstufung durch Inverkehrbringer abgeleitete Kennzeichnung von Dilutetium oxide silicate im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 28. Juli 2019.
  3. Charles L. Melcher: Scintillation Crystals for PET. In: Journal of Nuclear Medicine. Band 41, Nr. 6, 2000, ISSN 0161-5505, S. 1051–1055, PMID 10855634 (freier Volltext).
  4. a b William W. Moses: Nuclear Medical Imaging Techniques and Challenges (Memento vom 31. Januar 2012 im Internet Archive). Lawrence Berkeley National Laboratory Department of Functional Imaging, 9. Februar 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.