Tribromuro di lantanio

Tribromuro di lantanio
Nome IUPAC
	Bromuro di lantanio(III)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	LaBr3
Massa molecolare (u)	378,62 g/mol
Numero CAS	13536-79-3
Numero EINECS	236-896-7
PubChem	83563
SMILES	Br[La](Br)Br
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	5,06
Solubilità in acqua	elevata solubilità
Temperatura di fusione	783 °C
Temperatura di ebollizione	1577 °C
Sistema cristallino	esagonale
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
	pericolo
Frasi H	315 - 319 - 335
Consigli P	261 - 264 - 271 - 280 - 302+352 - 304+340 - 305+351+338 - 312 - 321 - 332+313 - 337+313 - 362 - 403+233 - 405
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Il tribromuro di lantanio, o bromuro di lantanio(III) è un sale alogenuro inorganico del lantanio con formula bruta LaBr₃. Quando è puro, è una polvere bianca incolore. I cristalli singoli di tribromuro di lantanio sono cristalli esagonali con punto di fusione di 783 °C. È altamente igroscopico e solubile in acqua. Esistono diversi idrati del sale noti, con formula generica La₃Br·x H₂O. Viene spesso utilizzato come fonte di lantanio nella sintesi chimica e come materiale di scintillazione in alcune applicazioni.

Rivelatore a scintillazione al bromuro di lantanio

Il materiale scintillatore, il bromuro di lantanio attivato dal cerio (LaBr₃(Ce)), è stato prodotto per la prima volta nel 2001.^[1] I rivelatori di radiazione basati su LaBr₃(Ce) offrono una migliore risoluzione energetica, un'emissione rapida ed eccellenti caratteristiche di temperatura e linearità. La risoluzione energetica tipica a 662 keV è migliore rispetto ai rilevatori di ioduro di sodio.^[2] La migliore risoluzione è dovuta a una resa di fotoelettroni superiore del 160% rispetto a quella ottenuta con lo ioduro di sodio. Un altro vantaggio di LaBr₃(Ce) è l'emissione fotografica quasi piatta in un intervallo di temperatura di 70 °C (variazione di ~1% nell'emissione luminosa).

Oggi i rivelatori a tribromuro di lantanio sono offerti con tubi fotomoltiplicatori bialcalini (PMT) che possono avere un diametro di due pollici (poco più di 2 cm) e una lunghezza di 10 pollici (25,4 cm) o più. Tuttavia, l'imballaggio in miniatura può essere ottenuto mediante l'uso di un rilevatore di deriva al silicio (SDD) o di un fotomoltiplicatore al silicio (SiPM).^[3] Questi diodi UV potenziati forniscono un'eccellente corrispondenza della lunghezza d'onda con una riga di emissione a 380 nm di LaBr₃. L'SDD non è così sensibile alla temperatura e alla deriva di polarizzazione come il PMT. Le prestazioni spettroscopiche riportate della configurazione SDD hanno portato a una risoluzione energetica del 2,8% a 662 keV per le dimensioni del rivelatore considerate.

Il tribromuro di lantanio introduce una serie di funzionalità avanzate in una gamma di sistemi di rilevamento e identificazione dei radioisotopi di spettroscopia gamma utilizzati nel mercato della sicurezza. L'identificazione isotopica utilizza diverse tecniche (algoritmi) che si basano sulla capacità del rivelatore di discriminare i picchi. I miglioramenti nella risoluzione consentono una discriminazione più accurata dei picchi in intervalli in cui gli isotopi hanno spesso molti picchi sovrapposti e questo porta a una migliore classificazione degli isotopi. Lo screening di qualsiasi tipo di soggetto (come per esempio pedoni, merci, nastri trasportatori, container, veicoli) richiede spesso un'accurata identificazione isotopica per distinguere i materiali problematici da quelli non pertinenti (isotopi medici nei pazienti, materiali radioattivi presenti in natura).

Note

^ (EN) E.V. D Van Loef, P Dorenbos, C. W. E Van Eijk, K Krämer e H. U Güdel, High-energy-resolution scintillator: Ce³⁺ activated LaBr₃, in Applied Physics Letters, vol. 79, n. 10, 2001, pp. 1573–1575, DOI:10.1063/1.1385342.
^ (EN) Glenn F. Knoll, Radiation Detection and Measurement, 3ª ed., New York, Wiley, 2000.
^ (EN) A. Dawood Butt et al., Comparison of SiPM and SDD based readouts of 1″ LaBr₃:Ce scintillator for nuclear physics applications, IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC), San Diego, 2015, pp. 1-4, DOI:10.1109/NSSMIC.2015.7581734.

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[1] (EN) E.V. D Van Loef, P Dorenbos, C. W. E Van Eijk, K Krämer e H. U Güdel, High-energy-resolution scintillator: Ce³⁺ activated LaBr₃, in Applied Physics Letters, vol. 79, n. 10, 2001, pp. 1573–1575, DOI:10.1063/1.1385342.

[2] (EN) Glenn F. Knoll, Radiation Detection and Measurement, 3ª ed., New York, Wiley, 2000.

[3] (EN) A. Dawood Butt et al., Comparison of SiPM and SDD based readouts of 1″ LaBr₃:Ce scintillator for nuclear physics applications, IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC), San Diego, 2015, pp. 1-4, DOI:10.1109/NSSMIC.2015.7581734.

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