Bismutgermanat

Strukturformel
Allgemeines
Name	Bismutgermanat
Andere Namen	Wismutgermanat
Summenformel	Bi4Ge3O12 oder Bi12GeO20
CAS-Nummer	12233-73-7
Eigenschaften
Molare Masse	2900 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	7,13 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	1050 °C[1]
Sicherheitshinweise
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [2] keine Einstufung verfügbar R- und S-Sätze R: siehe oben S: siehe oben
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Bismutgermanat (BGO) ist eine Verbindung von Bismut und Germanium. Es wird seit Anfang der 1970er-Jahre in Szintillatoren hauptsächlich zur Messung von Gammastrahlung verwendet. Die kommerziell erhältlichen Kristalle werden mit Hilfe des Czochralski-Verfahrens gezogen.

Das Szintillationslicht von Bismutgermanat hat eine Wellenlänge im Bereich von 375–650 nm mit einem Maximum bei 480 nm. Pro MeV Energie des einfallenden Gammaquants entstehen etwa 8.500 Szintillations-Photonen, die Szintillationseffizienz ist also hoch. BGO ist sehr strahlenfest, so dass die Konversion von Gammaquanten bis zu einer Dosis von 5·10⁴ Gy recht linear verläuft. Es hat im Bereich zwischen 5–20 MeV eine gute Auflösung. Es ist mechanisch recht stabil und nicht hygroskopisch. Der lineare Schwächungskoeffizient µ bei der für die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) wichtigen Photonenenergie von 511 keV beträgt 0,96 cm⁻¹. Die Zeitkonstante für das Abklingen einer Szintillation beträgt 300 ns. BGO hat die höchste Sensitivität aller für die PET eingesetzten Szintillatoren. Der u.a. von Kernladungszahl und Wirkungsquerschnitt abhängige Photoeffektanteil µ_r bei Photonen einer Energie von 511 keV beträgt 43 %.^[3] Es ist der am häufigsten benutzte Szintillator auf Oxidbasis.

Es wird außer für die PET auch in Detektoren der Teilchenphysik, der Weltraumphysik, für geologische Exploration eingesetzt. Arrays von Bismutgermanat werden auch in der Gammaspektroskopie verwendet.

Bismutgermanat hat einen hohen elektrooptischen Koeffizienten, der den Einsatz in nichtlinearen Optiken (NLO) und den Bau von Pockels-Zellen ermöglicht. Cr⁴⁺-dotiert eignet sich dieses Material zudem für Laseranwendungen im nahen Infrarot.^[4]

Quellen

1. ↑ ^{a b} Datenblatt von Hilger Crystals
2. ↑ In Bezug auf ihre Gefährlichkeit wurde die Substanz von der EU noch nicht eingestuft, eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
3. ↑ Nuclear Medical Imaging Techniques and Challenges, William W. Moses Lawrence Berkeley National Laboratory Department of Functional Imaging; February 9, 2005
4. ↑ D. Bravo, F. J. Lopez, Opt. Mater., 1999, 13(1), 141–5.