Lutetium Lu

Entdeckung

Lutetium wurde 1907 fast gleichzeitig von drei Chemikern entdeckt. Georges Urbain in Frankreich, Carl Auer von Welsbach in Österreich und Charles James in den USA zeigten jeweils, dass Marignacs Ytterbinerde ein Gemisch aus zwei Elementen war. James veröffentlichte zu spät, um in den Prioritätsstreit einzutreten, und Urbain und Auer stritten darüber, wer zuerst gewesen sei.

Die Internationale Atomgewichtskommission gab Urbain recht und übernahm seinen Namen. Im deutschsprachigen Raum blieb jedoch Auers Name „Cassiopeium“ (Symbol Cp) bis in die 1950er-Jahre in Gebrauch. Urbains ursprüngliche Schreibweise war „Lutecium“; die heutige Schreibweise wurde 1949 eingeführt. Reines Lutetiummetall wurde erst hergestellt, nachdem sich die Trennverfahren Mitte des 20. Jahrhunderts verbessert hatten, und es wird bis heute in so kleinen Mengen produziert, dass es zu den teuersten Lanthanoiden gehört.

Herkunft des Namens

Der Name kommt von Lutetia, dem lateinischen Namen von Paris, Urbains Heimatstadt. Im deutschsprachigen Raum hieß das Element bis in die 1950er-Jahre nach Auer von Welsbachs Vorschlag Cassiopeium, nach dem Sternbild Kassiopeia.

Wichtigste Verwendungen

• Zielgerichtete Strahlentherapie: Lutetium-177, gekoppelt an tumorsuchende Moleküle, wird zur Behandlung neuroendokriner Tumoren und des metastasierten Prostatakrebses eingesetzt. Seine Betateilchen greifen den Tumor an, während eine schwache Gammastrahlung es Ärzten erlaubt, darzustellen, wohin das Medikament gelangt ist.
• PET-Detektoren: Lutetiumoxyorthosilicat (LSO) und sein yttriumdotierter Verwandter LYSO senden bei Gammatreffern schnelle, helle Lichtblitze aus und sind Standardszintillatoren in PET-Scannern.
• Katalyse: Lutetiumverbindungen wurden als Katalysatoren für Cracken und Polymerisation eingesetzt oder erforscht.
• Datierung: Die Lutetium-Hafnium-Methode hilft, Gesteine und Meteoriten zu datieren.

Isotope

Natürliches Lutetium ist ein Gemisch aus stabilem Lutetium-175 (etwa 97,4 %) und radioaktivem Lutetium-176 (etwa 2,6 %). Lutetium-176 zerfällt durch Betazerfall mit einer Halbwertszeit von rund 37 Milliarden Jahren zu Hafnium-176 – die Grundlage der Lutetium-Hafnium-Datierung. Medizinisches Lutetium-177 hat eine Halbwertszeit von etwa 6,6 Tagen.

Im Alltag

Weil LYSO-Kristalle natürlich radioaktives Lutetium-176 enthalten, leuchten daraus gebaute PET-Detektoren ständig ganz schwach, und dieses Hintergrundsignal kann sogar zur Kalibrierung genutzt werden. Lutetium hat keine bekannte biologische Funktion und gilt als wenig giftig. Chemiker streiten seit Langem darüber, ob Lanthan oder Lutetium in der Gruppe 3 unter Yttrium gehört; Argumente auf Grundlage der Elektronenkonfiguration und chemischer Trends sprechen zunehmend für Lutetium.