Lutetiumoxyorthosilicat

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

Kristallstruktur
_ Lu^3+ 0 _ Si^4+0 _ O^2−
Allgemeines
Name	Lutetiumoxyorthosilicat
Andere Namen	LSO
Verhältnisformel	Lu2SiO5
Kurzbeschreibung	trigonale, farblose Kristalle
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 12168-86-4 EG-Nummer 235-337-4 ECHA-InfoCard 100.032.113 PubChem 44146686 Wikidata Q1877799
Eigenschaften
Molare Masse	458,0165 g·mol^−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	7,4 g·cm^−3
Schmelzpunkt	2047 °C
Brechungsindex	1,82
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung 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

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. 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. Der u. a. von Kernladungszahl und Wirkungsquerschnitt abhängige Photoeffektanteil µ_r bei Photonen einer Energie von 511 keV beträgt 34 %. 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), 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°. Die Struktur enthält isolierte O²⁻- und SiO₄⁴⁻-Ionen.

Literatur

• 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

• Patent US6323489: Single crystal scinitillator. Veröffentlicht am 27. November 2001, Erfinder: Kenneth J. McClellan.‌

Einzelnachweise

1. 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, S. 1051–1055, PMID 10855634 (freier Volltext). 
4. William W. Moses: (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.