អុកស៊ីដលូតេត្យូម (III)

ភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់អុកស៊ីដលូតេត្យូមលក្ខណៈបច្ចេកទេស

【ការវេចខ្ចប់】តម្រូវការ 25 គីឡូក្រាម/ថង់៖ ធន់នឹងសំណើម គ្មានធូលី ស្ងួត មានខ្យល់ចេញចូល និងស្អាត។

តើ​អ្វី​ទៅ​ជាអុកស៊ីដលូតេត្យូមប្រើសម្រាប់?

គ្រីស្តាល់ឡាស៊ែរ និងសម្ភារៈម៉ាទ្រីសស្នូលសម្រាប់ឡាស៊ែរសភាពរឹង៖

កម្មវិធីស្នូល៖ Lu₂O₃ គឺជាសម្ភារៈចាប់ផ្តើមដ៏សំខាន់សម្រាប់ផលិតគ្រីស្តាល់ឡាស៊ែរដែលមានដំណើរការខ្ពស់ ដូចជា ហ្គាណេតអាលុយមីញ៉ូមយ៉ាទ្រីញ៉ូមដែលមានសារធាតុ lutetium បន្ថែម និង ហ្វ្លុយអូរីតលីចូមយ៉ាទ្រីញ៉ូមដែលមានសារធាតុ lutetium បន្ថែម។ គ្រីស្តាល់ទាំងនេះជាធម្មតាត្រូវបានបង្ហាញជា Lu:YAG (ហ្គាណេតអាលុយមីញ៉ូមយ៉ាទ្រីញ៉ូម) ឬ Lu:YLF (ហ្វ្លុយអូរីតលីចូមយ៉ាទ្រីញ៉ូម)។
យន្តការនៃសកម្មភាព៖ អ៊ីយ៉ុង Lutetium (Lu³⁺) ខ្លួនឯងជាធម្មតាមិនត្រូវបានប្រើជាអ៊ីយ៉ុងសកម្ម (មជ្ឈមណ្ឌលបញ្ចេញឡាស៊ែរ) ទេ។ យ៉ាងណាក៏ដោយ ក្នុងនាមជាផ្នែកមួយនៃបន្ទះម៉ាទ្រីស ពួកវាអាចផ្តល់នូវបរិស្ថានបន្ទះដែលមានស្ថេរភាព និងបង្រួមខ្លាំង។ នៅពេលដែលផ្សំជាមួយអ៊ីយ៉ុងផែនដីដ៏កម្រផ្សេងទៀត (ដូចជា Nd³⁺, Yb³⁺, Er³⁺, Tm³⁺, Ho³⁺) គ្រីស្តាល់ដែលមានមូលដ្ឋានលើ Lu₂O₃ បង្ហាញ៖
ចរន្តកំដៅខ្ពស់៖ រំលាយកំដៅបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានប្រតិបត្តិការឡាស៊ែរថាមពលខ្ពស់ និងកាត់បន្ថយផលប៉ះពាល់នៃកែវកម្ដៅ។
ស្ថេរភាពគីមី និងមេកានិចខ្ពស់៖ ធានាបាននូវភាពជឿជាក់រយៈពេលវែងរបស់ឡាស៊ែរនៅក្នុងបរិស្ថានដ៏អាក្រក់។
លក្ខណៈសម្បត្តិថាមពលហ្វូណុងដ៏ល្អឥតខ្ចោះ៖ ប៉ះពាល់ដល់អាយុកាលកម្រិតថាមពល និងប្រសិទ្ធភាពកង់ទិចនៃអ៊ីយ៉ុងឡាស៊ែរ។
កម្មវិធី៖ ឡាស៊ែរទាំងនេះត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការកែច្នៃសម្ភារៈឧស្សាហកម្ម (កាត់ ផ្សារដែក សម្គាល់) វេជ្ជសាស្ត្រ (វះកាត់ភ្នែក ព្យាបាលស្បែក) ការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រ លីដា និងការស្រាវជ្រាវលាយបញ្ចូលគ្នាដែលអាចកើតមានដោយការរឹតត្បិតនិចលភាព។

សេរ៉ាមិច និងកញ្ចក់ពិសេស៖

កញ្ចក់អុបទិកដែលមានសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរខ្ពស់/កញ្ចក់បែកខ្ចាត់ខ្ចាយទាប៖ Lu₂O₃ ត្រូវបានប្រើដើម្បីធ្វើកញ្ចក់អុបទិកពិសេស (ដូចជាកញ្ចក់អុបទិកឡង់ថានីត) ដែលមានសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរខ្ពស់ខ្លាំង និងលក្ខណៈបែកខ្ចាត់ខ្ចាយទាបខ្លាំង។ កញ្ចក់នេះគឺចាំបាច់សម្រាប់ការកែតម្រូវភាពមិនប្រក្រតីនៃពណ៌នៅក្នុងប្រព័ន្ធអុបទិកកម្រិតខ្ពស់ (ដូចជាវត្ថុមីក្រូទស្សន៍ កែវថតកម្រិតខ្ពស់ និងប្រព័ន្ធលីតូក្រាហ្វី)។
សេរ៉ាមិចថ្លា៖ Lu₂O₃ ខ្លួនវាផ្ទាល់ ឬរួមផ្សំជាមួយអុកស៊ីដផ្សេងទៀត (ដូចជា Y₂O₃) អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីធ្វើសេរ៉ាមិចពហុគ្រីស្តាលីនថ្លា។ សេរ៉ាមិចទាំងនេះមានឯកសណ្ឋានអុបទិក និងការបញ្ជូនពន្លឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងគ្រីស្តាល់តែមួយ ប៉ុន្តែមានទំហំធំជាង មានកម្លាំងមេកានិចខ្ពស់ជាង ហើយអាចមានតម្លៃថោកជាងក្នុងការរៀបចំ។ កម្មវិធីរួមមានឧបករណ៍ផ្សព្វផ្សាយឡាស៊ែរ បង្អួចអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ ស៊ុមមីស៊ីល និងអំពូលភ្លើងដែលមានអាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់។
សារធាតុបន្ថែមសេរ៉ាមិចរចនាសម្ព័ន្ធ៖ បរិមាណតិចតួចនៃ Lu₂O₃ អាចត្រូវបានបន្ថែមជាជំនួយស៊ីនទ័រ ឬជាភ្នាក់ងារវិស្វកម្មព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ ដើម្បីបង្កើនលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ភាពធន់នឹងអុកស៊ីតកម្ម និងភាពធន់នឹងការលូននៃសេរ៉ាមិចកម្រិតខ្ពស់ផ្សេងទៀត (ដូចជាស៊ីលីកុននីទ្រីត និងស៊ីលីកុនកាប៊ីត) ហើយវាត្រូវបានប្រើនៅក្នុងប្រដាប់ទ្រទ្រង់សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ឧបករណ៍កាត់ និងសមាសធាតុម៉ាស៊ីនទួរប៊ីន។

ការរកឃើញកាំរស្មីអ៊ិច និងកាំរស្មីអ៊ិច៖

វត្ថុធាតុដើមស្នូល៖ Lu₂O₃ គឺជាវត្ថុធាតុដើមដែលមិនអាចខ្វះបានសម្រាប់សំយោគគ្រីស្តាល់ទោល scintillator ដែលមានមូលដ្ឋានលើ lutetium ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ និងសេរ៉ាមិច។ អ្នកតំណាងសំខាន់បំផុតគឺ៖

ស៊ីលីតលូតេត្យូម៖ Lu₂SiO₅:Ce³⁺ និងគ្រីស្តាល់ដេរីវេរបស់វា។ ដោយមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់ (~7.4 ក្រាម/សង់ទីម៉ែត្រ³) ចំនួនអាតូមិចមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ពេលវេលារលួយលឿន និងទិន្នផលពន្លឺខ្ពស់ វាគឺជាសម្ភារៈឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទំនើបបំផុតនៅក្នុងការថតរូបភាពបញ្ចេញពន្លឺ positron។
សេរ៉ាមិច Lutetium yttrium aluminate: (Lu, Y) )₃Al₅O₁₂:Ce³⁺។ ដោយរួមបញ្ចូលគ្នានូវគុណសម្បត្តិនៃទិន្នផលពន្លឺខ្ពស់ ការរលួយលឿន គុណភាពបង្ហាញថាមពលល្អ និងសេរ៉ាមិចដែលអាចផលិតទៅជាទំហំធំ និងរាងស្មុគស្មាញ វាត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងការថតរូបភាពវេជ្ជសាស្ត្រ (PET/CT) ការពិសោធន៍រូបវិទ្យាថាមពលខ្ពស់ សន្តិសុខមាតុភូមិ (ការស្កេនវ៉ាលី/ទំនិញ) និងការកាប់ឈើអណ្តូងប្រេង។
គុណសម្បត្តិ៖ ចំនួនអាតូមិចខ្ពស់ (71) នៃលូតេស្យូម ផ្តល់ឱ្យសម្ភារៈនូវសមត្ថភាពទប់ស្កាត់ហ្វូតុងថាមពលខ្ពស់ (កាំរស្មីអ៊ិច កាំរស្មីហ្គាម៉ា) ដ៏ល្អឥតខ្ចោះ ដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវប្រសិទ្ធភាពនៃការរកឃើញ។

ផូស្វ័រ និង​សម្ភារៈ​បញ្ចេញ​ពន្លឺ៖
សម្ភារៈម៉ាទ្រីស៖ Lu₂O₃ អាចត្រូវបានប្រើជាម៉ាទ្រីសដែលមានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់សម្ភារៈបញ្ចេញពន្លឺដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មដោយអ៊ីយ៉ុងផែនដីដ៏កម្រ។ នៅពេលដែលបន្ថែមជាមួយអ៊ីយ៉ុងអឺរ៉ូពីញ៉ូម (Eu³⁺) វាអាចបញ្ចេញពន្លឺហ្វ្លុយអូរីសង់ពណ៌ក្រហមសុទ្ធខ្លាំង (កំពូលមេ ~611 nm) ជាមួយនឹងកម្រិតបញ្ជូនការបញ្ចេញតូចចង្អៀត និងភាពបរិសុទ្ធពណ៌ខ្ពស់។
កម្មវិធី៖ ភាគច្រើនត្រូវបានប្រើនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាបង្ហាញកម្រិតខ្ពស់ (ដូចជាអេក្រង់បង្កើនប្រសិទ្ធភាពរូបភាពកាំរស្មីអ៊ិចដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ផ្នែកវេជ្ជសាស្ត្រ ប្រភេទអេក្រង់បញ្ចេញពន្លឺវាលមួយចំនួន) និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាហ្វ្លុយអូរ៉េសង់ (សញ្ញាសម្គាល់ជីវសាស្ត្រ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា)។ ស្ថេរភាពគីមី និងកម្ដៅដ៏ល្អឥតខ្ចោះរបស់វាធានាបាននូវអាយុកាលប្រើប្រាស់បានយូររបស់ផូស្វ័រ។

ឥទ្ធិពលកាតាលីករ៖
សមាសធាតុកាតាលីករ៖ Lu₂O₃ សកម្មក្នុងប្រតិកម្មកាតាលីករជាច្រើនដោយសារតែជាតិអាស៊ីត Lewis របស់វា៖
ការចម្រាញ់ប្រេងកាត៖ វាអាចត្រូវបានប្រើជាសារធាតុផ្ទុកកាតាលីករ ឬជាសមាសធាតុសកម្ម (ជួនកាលប្រើរួមផ្សំជាមួយអុកស៊ីដលោហៈផ្សេងទៀត) ក្នុងដំណើរការដូចជាការបំបែក (ការបំបែកប្រេងធ្ងន់ទៅជាឥន្ធនៈស្រាល) អាល់គីឡាស្យុង (ការផលិតសមាសធាតុសាំងដែលមានអុកតានខ្ពស់) និងអ៊ីដ្រូប្រូសេសិន (ការបំបែកស៊ុលហ្វួរីសាស្យុង ការបំបែកអាសូត)។
ប្រតិកម្ម​ប៉ូលីមែរ​៖ នៅ​ក្នុង​ប្រតិកម្ម​ប៉ូលីមែរ​នៃ​អូលេហ្វីន (ដូចជា​អេទីឡែន និង​ប្រូភីលីន) Lu₂O₃ ឬ​ដេរីវេ​របស់​វា​អាច​ត្រូវ​បាន​ប្រើ​ជា​សមាសធាតុ​កាតាលីករ​ដើម្បី​ប៉ះពាល់​ដល់​ការ​ចែកចាយ​ទម្ងន់​ម៉ូលេគុល និង​មីក្រូស្ត្រុកទ័រ​នៃ​ប៉ូលីមែរ។

ការបំលែងមេតាន៖ វាបង្ហាញពីតម្លៃស្រាវជ្រាវនៅក្នុងប្រតិកម្មដូចជាការភ្ជាប់អុកស៊ីតកម្មមេតាន ឬការកែទម្រង់ដើម្បីបង្កើតឧស្ម័នសំយោគ។
ការព្យាបាលផ្សែងរថយន្ត៖ វាត្រូវបានគេប្រើជាសមាសធាតុស្ថេរភាព ឬសមាសធាតុសហកាតាលីករនៅក្នុងកាតាលីករបីផ្លូវ (ទោះបីជាការប្រើប្រាស់របស់វាតិចជាង cerium, zirconium ជាដើម)។
យន្តការ៖ សកម្មភាពកាតាលីកររបស់វាភាគច្រើនបានមកពីសមត្ថភាពស្រូបយក និងធ្វើឱ្យសកម្មនៃកន្លែងទំនេរអុកស៊ីសែនលើផ្ទៃ និងកន្លែងអ៊ីយ៉ុង Lu³⁺ ដែលលាតត្រដាងនៅលើម៉ូលេគុលសារធាតុប្រតិកម្ម។

កម្មវិធីទំនើបៗផ្សេងទៀត៖
ឧស្សាហកម្មនុយក្លេអ៊ែរ៖ អ៊ីសូតូប Lu-176 (សម្បូរធម្មជាតិប្រហែល 2.6%) មានផ្នែកឆ្លងកាត់ចាប់យកនឺត្រុងកម្ដៅធំ ហើយអាចបំលែងទៅជាអ៊ីសូតូបវិទ្យុសកម្ម Lu-177 ដែលមានតម្លៃផ្នែកវេជ្ជសាស្ត្រ (សម្រាប់ការព្យាបាលដោយវិទ្យុសកម្មគោលដៅ) បន្ទាប់ពីការប៉ះពាល់នឹងនឺត្រុង។ Lu₂O₃ គឺជាវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់បន្សុទ្ធ Lu-176 ឬរៀបចំឱសថវិទ្យុសកម្ម Lu-177។ Lu₂O₃ ដ៏បរិសុទ្ធខ្ពស់ក៏អាចត្រូវបានប្រើក្នុងការស្រាវជ្រាវសម្ភារៈស្រូបយកនឺត្រុង ឬដំបងត្រួតពិនិត្យនុយក្លេអ៊ែរផងដែរ។
សម្ភារៈអេឡិចត្រូនិច៖ ជាវត្ថុស្រាវជ្រាវសម្ភារៈឌីអេឡិចត្រិចច្រកទ្វារ κ ខ្ពស់ (ប្រើដើម្បីជំនួសស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីតនៅក្នុងបន្ទះឈីបដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន) ឬសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវសម្ភារៈ ferroelectric និង multiferroic ។
សម្ភារៈថ្នាំកូត៖ ប្រើសម្រាប់រៀបចំថ្នាំកូតការពារដែលធន់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ការច្រេះ ឬមានលក្ខណៈសម្បត្តិអុបទិកពិសេស (ដូចជាសម្រាប់ម៉ាស៊ីនយន្តហោះ ឬសមាសធាតុអុបទិកផ្កាយរណប)។
រូបវិទ្យាពិសោធន៍៖ ប្រើជាសម្ភារៈវិទ្យុសកម្ម Cherenkov ក្នុងការពិសោធន៍រូបវិទ្យាភាគល្អិត។

សេចក្តីសង្ខេប៖

អុកស៊ីដលូតេត្យូម (Lu₂O₃) មិនមែនជាវត្ថុធាតុដើមធម្មតានោះទេ។ វាគឺជាសម្ភារៈយុទ្ធសាស្ត្រដ៏សំខាន់មួយដែលគាំទ្រដល់បច្ចេកវិទ្យាទំនើប។ តម្លៃស្នូលរបស់វាស្ថិតនៅក្នុង៖

ក្នុងនាមជាសម្ភារៈម៉ាទ្រីសកម្រិតខ្ពស់សម្រាប់គ្រីស្តាល់ឡាស៊ែរដែលមានដំណើរការខ្ពស់ (ដូចជា Lu: YAG, Lu: YLF) វាអាចឱ្យឡាស៊ែរសភាពរឹងមានថាមពលខ្ពស់ និងមានស្ថេរភាពខ្ពស់។
ក្នុងនាមជាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃសម្ភារៈ scintillator ជំនាន់ក្រោយ (LSO, LYSO, LuAG: Ce) វាជំរុញការច្នៃប្រឌិតនៃបច្ចេកវិទ្យាថតរូបភាពវេជ្ជសាស្ត្រ (PET/CT) និងបច្ចេកវិទ្យារកឃើញវិទ្យុសកម្ម។
វាផ្តល់នូវលក្ខណៈសម្បត្តិអុបទិកដ៏ល្អឥតខ្ចោះនៃកញ្ចក់អុបទិកពិសេស និងសេរ៉ាមិចថ្លា (ចំណាំងបែរខ្ពស់ ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយទាប ជួរបញ្ជូនពន្លឺធំទូលាយ)។
ក្នុងនាមជាម៉ាទ្រីសផូស្វ័រដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ (Lu₂O₃:Eu³⁺) វាផ្តល់នូវការបញ្ចេញពន្លឺពណ៌ក្រហមដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់។
វាបង្ហាញពីសមត្ថភាពធ្វើឱ្យសកម្មប្រតិកម្មតែមួយគត់នៅក្នុងកាតាលីករមិនដូចគ្នា។
កម្មវិធីទាំងអស់នេះពឹងផ្អែកលើភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់នៃ Lu₂O₃ (ជាធម្មតាតម្រូវឱ្យមាន 4N/99.99% ឬសូម្បីតែ 5N/99.999% ឬច្រើនជាងនេះ) សមាមាត្រស្តូគីយ៉ូម៉ែត្រិចច្បាស់លាស់ និងទម្រង់រូបវន្តជាក់លាក់ (ដូចជាម្សៅល្អិតៗ ភាគល្អិតណាណូ)។ ជម្រៅ និងទទឹងនៃកម្មវិធីរបស់វានៅក្នុងវិស័យបច្ចេកវិទ្យាខ្ពស់នៅតែកំពុងពង្រីក ជាពិសេសនៅក្នុងវិស័យបច្ចេកវិទ្យាឡាស៊ែរ ការថតរូបភាពវេជ្ជសាស្ត្រ និងវេជ្ជសាស្ត្រនុយក្លេអ៊ែរ ដែលវាមានតួនាទីដែលមិនអាចជំនួសបាន។