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.

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. 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. 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.