Вольфраматат кальция

Идентификация вещества

Вольфраматат кальция (Calcium tungstate) — неорганическая соль кальция и вольфрамовой кислоты со структурой шеелита. Синонимы: оксид вольфрама кальция (CaWO4), тетраоксид вольфрама кальция, жёлтый вольфрам, а также ряд торговых наименований люминофорных экранов — Lightning-Plus, Hi-Plus, Cronex Par Speed.

• CAS №: 7790-75-2
• Химическая формула: CaWO4
• Молекулярный вес: 287,92
• Точная масса: 287,893158
• Номер ЕС: 232-219-4
• Код ТН ВЭД (HS code): 28418030

Физико-химические характеристики

• Характеристики PSA: 80,26 Å2
• XLogP3: −0,4752
• Внешний вид: порошок
• Плотность: 5,80 г/см3 при комнатной температуре
• Температура плавления: 1620 °C
• Растворимость в воде: нерастворим; разлагается горячей соляной и азотной кислотами
• Условия хранения: −20 °C

Информация по технике безопасности

• Транспортные коды: NONH (не подлежит классификации как опасный груз) для всех видов транспорта
• WGK Германия: 3
• Стабильность: стабилен при нормальных условиях транспортировки и обращения

Класс вещества и свойства

Вольфраматат кальция кристаллизуется в структуре шеелита и обладает люминесцентными и термолюминесцентными свойствами: под воздействием ультрафиолетового излучения в диапазоне 220–300 нм вещество испускает свет в диапазоне 310–700 нм с пиком на длине волны около 440 нм, что даёт характерное синее свечение.

Применение

Используется в сцинтилляционных счётчиках — ключевых компонентах гамма-спектрометров и детекторов частиц, где сцинтилляционные свойства обеспечивают эффективное обнаружение и измерение ионизирующего излучения. Применяется для изготовления экранов при рентгеновских исследованиях и фотографировании, а также в качестве люминофора в люминесцентных лампах и осветительных приборах, где эмитирует синий свет при возбуждении ультрафиолетовым излучением. Благодаря высокому атомному номеру и плотности эффективно детектирует рентгеновское и гамма-излучение, что определяет применение в медицинских системах визуализации — компьютерных томографах и рентгеновских аппаратах, а также как радиосенсибилизатор в лучевой терапии онкологических заболеваний. Как основа для красных люминофоров с легированием обеспечивает высокий квантовый выход фотолюминесценции.

Хранение и транспортировка

Хранить при −20 °C. По транспортной классификации не относится к опасным грузам (NONH) для всех видов транспорта. Стабилен при нормальных условиях транспортировки и обращения.

Историческое и современное значение

Вольфраматат кальция был одним из первых промышленно освоенных рентгенолюминофоров, применявшихся в усиливающих экранах медицинской и промышленной рентгенографии ещё в начале XX века, задолго до появления современных сцинтилляционных материалов на основе редкоземельных элементов. Несмотря на развитие новых сцинтилляторов, соединение сохраняет практическое значение благодаря доступности сырья, химической стойкости и стабильности люминесцентных характеристик при длительной эксплуатации.

Физическая природа свечения

Механизм люминесценции CaWO4 связан с электронными переходами внутри вольфрамат-иона WO4²⁻, выступающего собственным центром свечения кристаллической решётки без необходимости введения активирующих примесей — это отличает вольфраматат кальция от большинства современных легированных люминофоров, требующих внедрения ионов-активаторов редкоземельных металлов.