Tungstate de cadmium

Tungstate de cadmium
Identification
Nom UICPA Tungstate de cadmium(II)
No CAS 7790-85-4
No ECHA 100.029.297
No CE 232-226-2
PubChem 3080645
SMILES
InChI
Apparence Cristaux incolores avec une légère teinte jaune
Propriétés chimiques
Formule CdO4WCdWO4
Masse molaire[1] 360,25 ± 0,02 g/mol
Cd 31,2 %, O 17,76 %, W 51,03 %,
Propriétés physiques
T° fusion 1325 °C
Solubilité 0,04642 g/100 mL (20 °C)
Masse volumique 7,9 g/cm3
Cristallographie
Système cristallin
SGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
SGH09 : Danger pour le milieu aquatique

Attention
H302, H312, H332, H410, P261, P264, P270, P271, P273, P280, P312, P322, P330, P363, P391, P301+P312, P302+P352, P304+P312, P304+P340 et P501
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le tungstate de cadmium (CdWO4 ou CWO), le sel de cadmium de l'acide tungstique, est un solide chimiquement inerte et dense qui est utilisé comme cristal scintillateur pour détecter les rayons gamma. Il a une densité de 7,9 g/cm3 et une température de fusion de 1325 °C. Il est toxique par inhalation et ingestion. Ses cristaux sont transparents, incolores, avec une légère teinte jaune. Il est inodore et n'est pas hygroscopique.

Le cristal est transparent et il émet de la lumière lorsqu'il est frappé par des rayons gamma ou des rayons X, ce qui le rend utile comme détecteur de rayonnement ionisant. Sa longueur d'onde de scintillation maximale est de 480 nm (avec une plage d'émission comprise entre 380 et 660 nm)[2] et une efficacité de 13000 photons/MeV. Il a un relativement bon rendement lumineux, son rendement lumineux étant d'environ 40 % de celui de NaI(Tl), mais le temps de scintillation est relativement long (12−15 μs)[2]. Il est souvent utilisé en tomodensitométrie. L'association du cristal scintillateur avec un bloc de carbure de bore permet la fabrication de détecteurs compacts de rayons gamma et de neutrons.

Le tungstate de cadmium fut utilisé en remplacement du tungstate de calcium dans certains fluoroscopes depuis les années 1940[3],[4]. Une radio-pureté élevée permet d'utiliser ce scintillateur comme détecteur de processus nucléaires rares (double désintégration bêta, autres désintégrations alpha et bêta) dans des applications à faible bruit de fond[5]. Par exemple, la première indication de la radioactivité alpha naturelle du tungstène (radioactivité alpha de 180W) a été faite en 2003 avec des détecteurs CWO[6]. A cause des durées d'émission lumineuse différentes pour différents types de particules ionisantes, la technique de discrimination alpha-bêta a été développée pour les scintillateurs CWO[7].

Des films de tungstate de cadmium peuvent être déposés par le procédé sol-gel. Des nanotiges de tungstate de cadmium peuvent être synthétisés par un procédé hydrothermal [8].

Des matériaux similaires sont le tungstate de calcium (scheelite) et le tungstate de zinc.

Il est toxique, comme tous les composés du cadmium.

Références

  1. ↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. ↑ a et b (en) Burachas S. F. et al., « Large volume CdWO4 crystal scintillators », Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, vol. 369, no 1,‎ , p. 164–168 (DOI 10.1016/0168-9002(95)00675-3)
  3. ↑ (en) « Patterson Hand-Held Fluoroscope (ca. 1940s) », Oak Ridge Associated Universities, (consulté le )
  4. ↑ (en) F. A. Kroeger, Some Aspects of the Luminescence of Solids, Elsevier,
  5. ↑ (en) Bardelli L. et al., « Further study of CdWO4 crystal scintillators as detectors for high sensitivity 2β experiments: Scintillation properties and pulse-shape discrimination », Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, vol. 569, no 3,‎ , p. 743–753 (DOI 10.1016/j.nima.2006.09.094, arXiv nucl-ex/0608004, S2CID 7311888)
  6. ↑ (en) Danevich F. A. et al., « α activity of natural tungsten isotopes », Phys. Rev. C, vol. 67, no 1,‎ , p. 014310 (DOI 10.1103/PhysRevC.67.014310, arXiv nucl-ex/0211013, S2CID 6733875)
  7. ↑ (en) Fazzini T. et al., « Pulse-shape discrimination with CdWO4 crystal scintillators », Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, vol. 410, no 2,‎ , p. 213–219 (DOI 10.1016/S0168-9002(98)00179-X)
  8. ↑ (en) Wang Y, Ma J, Tao J, Zhu X, Zhou J, Zhao Z, Xie L, Tian H, « Hydrothermal synthesis and characterization of CdWO4 nanorods », Journal of the American Ceramic Society, vol. 89, no 9,‎ , p. 2980–2982 (DOI 10.1111/j.1551-2916.2006.01171.x)

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