Lutetiumoxyorthosilicat
| Kristallstruktur | |||||||||||||
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| _ Lu3+ _ Si4+ _ O2− | |||||||||||||
| Allgemeines | |||||||||||||
| Name | Lutetiumoxyorthosilicat | ||||||||||||
| Andere Namen |
LSO | ||||||||||||
| Verhältnisformel | Lu2SiO5 | ||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
trigonale, farblose Kristalle[1] | ||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||
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| Eigenschaften | |||||||||||||
| Molare Masse | 458,0165 g·mol−1 | ||||||||||||
| Aggregatzustand |
fest | ||||||||||||
| Dichte |
7,4 g·cm−3[1] | ||||||||||||
| Schmelzpunkt | |||||||||||||
| Brechungsindex |
1,82[1] | ||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). 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[3] 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.[4] Der u. a. von Kernladungszahl und Wirkungsquerschnitt abhängige Photoeffektanteil µr bei Photonen einer Energie von 511 keV beträgt 34 %.[5] LSO-Kristalle haben eine trigonale Kristallstruktur und eine Mohshärte von 5,8. Lutetiumoxyorthosilicat kristallisiert im monoklinen Kristallsystem, Raumgruppe C2/c (Raumgruppen-Nr. 15), mit den Gitterparametern a = 14,28 Å, b = 6,640 Å, c = 10,25 Å und β = 122,2°.[6] Die Struktur enthält isolierte O2−- und SiO44−-Ionen.
Vergleich mit BGO
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]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. Außerdem ist die bei der Szintillation erzeugte Lichtmenge größer als bei BGO. Der lineare Schwächungskoeffizient µ, und damit das Bremsvermögen, ist jedoch geringer als der von BGO (0,87 cm−1 vs. 0,96 cm−1)[5], so dass die Sensitivität für Gammaquanten etwas geringer ausfällt. Das Detektormaterial LSO ist außerdem erheblich teurer als BGO und besitzt zudem eine intrinsische Radioaktivität.[7]
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]- ↑ a b c d e MTI Corporation: New Scintillation Crystal Ce:Lu2SiO5 (MS Word; 289 kB).
- ↑ Für 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.
- ↑ Melcher, C.L.; Schweitzer, J.S.: A promising new scintillator: cerium-doped lutetium oxyorthosilicate. Hrsg.: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section A Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Nr. 314(1). EurekaMag, 1992, S. 212–214 (eurekamag.com).
- ↑ Charles L. Melcher: Scintillation Crystals for PET. In: Journal of Nuclear Medicine. Band 41, Nr. 6, 2000, S. 1051–1055, PMID 10855634 (freier Volltext).
- ↑ a b William W. Moses: Nuclear Medical Imaging Techniques and Challenges ( vom 31. Januar 2012 im Internet Archive). Lawrence Berkeley National Laboratory Department of Functional Imaging, 9. Februar 2005 (PDF; 9,3 MB).
- ↑ 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.
- ↑ Floris P Jansen, PhD Chief Scientist, Molecular Imaging, GE Healthcare: The dBGO detector of Omni Legend – a new approach to PET detection. In: gehealthcare.com. GE Healthcare, abgerufen am 9. August 2024 (englisch).