Изотопи на цезиумот

Закосен текст

Цезиум  (₅₅Cs)

Спектрални линии на цезиумот
Општи својства
Име и симбол	цезиум (Cs)
Изглед	сребреникаво-златна
Цезиумот во периодниот систем
Rb ↑ Cs ↓ Fr ксенон ← цезиум → бариум
Атомски број	55
Стандардна атомска тежина (±) (Ar)	132,90545196(6)[1]
Категорија	алкален метал
Група и блок	група 1 (алкални), s-блок
Периода	VI периода
Електронска конфигурација	[Xe] 6s1
по обвивка	2, 8, 18, 18, 8, 1
Физички својства
Фаза	цврста
Точка на топење	301,7 K ​(28,5 °C)
Точка на вриење	944 K ​(671 °C)
Густина близу с.т.	1,93 г/см3
кога е течен, при т.т.	1,843 г/см3
Критична точка	1.938 K, 9,4 MPa[2]
Топлина на топење	2,09 kJ/mol
Топлина на испарување	63,9 kJ/mol
Моларен топлински капацитет	32,210 J/(mol·K)
парен притисок P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k при T (K) 418 469 534 623 750 940
Атомски својства
Оксидациони степени	+1, −1[3] ​(силен базичен оксид)
Електронегативност	Полингова скала: 0,79
Енергии на јонизација	I: 375,7 kJ/mol II: 2.234,3 kJ/mol II: 3.400 kJ/mol
Атомски полупречник	емпириски: 265 пм
Ковалентен полупречник	244±11 пм
Ван дер Валсов полупречник	343 пм
Спектрални линии на цезиум
Разни податоци
Кристална структура	​телоцентрирана коцкеста (тцк)
Топлинско ширење	97 µм/(m·K) (при 25 °C)
Топлинска спроводливост	35,9 W/(m·K)
Електрична отпорност	205 nΩ·m (при 20 °C)
Магнетно подредување	парамагнетно[4]
Модул на растегливост	1,7 GPa
Модул на збивливост	1,6 GPa
Мосова тврдост	0,2
Бринелова тврдост	0,14 MPa
CAS-број	7440-46-2
Историја
Наречен по	Од латинскиот збор caesius, небесно сина, поради своите спектрални бои
Откриен	Роберт Бунсен и Густав Кирхоф (1860)
Првпат издвоен	Карл Сетерберг (1882)
Најстабилни изотопи
Главна статија: Изотопи на цезиумот
изо ПЗ полураспад РР РЕ (MeV) РП 133Cs 100 % – (СФ) <34,753 134Cs веш 2,0648 г ε 1,229 134Xe β− 2,059 134Ba 135Cs расеан 2,3×106 г β− 0,269 135Ba 137Cs траги 30,17 г[5] β− 1,174 137Ba
Режимите на распад во загради се предвидени, но сè уште не се забележани
преглед разговор уреди | наводи | Википодатоци

Цезиумот (₅₅Cs) има 41 познат изотоп, со масен број од 112 до 152. Само еден изотоп, ¹³³Cs, е стабилен. ^[6] Најдолговечните радиоизотопи се ¹³⁵Cs со полураспад од 1,33 милиони години, 137
Cs
со полураспад од 30,1671 години и ¹³⁴Cs со полураспад од 2,0652 години. ^[7] Сите други изотопи имаат полураспад помалку од 2 недели, најмногу под еден час.

Почнувајќи од 1945 година со почетокот на јадреното тестирање, цезиумовите радиоизотопи биле ослободени во атмосферата каде што цезиумот лесно се впива во раствор и се враќа на површината на Земјата како компонента на радиоактивниот испад. Штом цезиумот ќе влезе во подземните води, тој се депонира на површините на почвата и се отстранува од пределот првенствено со распространување на честички. Како резултат на тоа, влезната функција на овие изотопи може да се процени како времена функција.

Цезиум-131, воведен во 2004 година за брахитерапија од Isoray, ^[8] има полураспад од 9,7 дена и енергија од 30,4 keV.

Цезиум-133 е единствениот стабилен изотоп на цезиумот. SI основната единица, секунда, е дефинирана со специфичен премин на цезиум-133. Од 1967 година, официјалната дефиниција за секунда е:

Секунда, симболот s, се дефинира со земање на фиксната нумеричка вредност на цезиумската фреквенција, Δν_Cs, непречената хиперфина транзициона фреквенција на основната состојба на цезиумот-133,^[9] да изнесува 9.192.631.770 Hz, што е еднакво на s⁻¹.  

Цезиум-134 има полураспад од 2,0652 години. Се произведува и директно (со многу мал принос бидејќи ¹³⁴Xe е стабилен) како распаден производ и преку неутронски зафат од нерадиоактивни ¹³³Cs (пресек за неутронски зафат 29 барни), што е вообичаен производ на цепење. Цезиум-134 не се произведува преку бета распаѓање на други нуклиди на производи од цепење со маса 134 бидејќи бета распаѓањето запира на стабилна ¹³⁴Xe. Исто така, не се произведува од јадрено оружје бидејќи ¹³³C се создава со бета распаѓање на оригиналните производи на цепење само долго откако ќе заврши јадрената експлозија.

Комбинираниот принос од ¹³³Cs и ¹³⁴Cs е даден како 6,7896%. Пропорцијата помеѓу двете ќе се промени со континуирано зрачење на неутрони. ¹³⁴Cs исто така зафаќа неутрони со пресек од 140 амбари, станувајќи долговечни радиоактивни ¹³⁵Cs.

Цезиум-134 се подложува на бета распаѓање (β ^- ), произведувајќи ¹³⁴Ba директно и емитувајќи во просек 2,23 фотони гама зраци (средна енергија 0,698 MeV). ^[7]

Предлошка:Long-lived fission productsЦезиум-135 е благо радиоактивен изотоп на цезиум со полураспад од 1,33 милиони години. Се распаѓа преку емисија на нискоенергетска бета честичка во стабилниот изотоп бариум-135. Цезиум-135 е еден од седумте долговечни производи за цепење и единствениот алкален. Во повеќето видови јадрена преработка, тој останува со средноживните производи за цепење (вклучувајќи 137
Cs кои можат да се одвојат само од 135
Cs преку раздвојување на изотоп) наместо со други долговечни производи на цепење. Освен во реакторот за стопена сол, каде што 135
Cs се создава како целосно одделен тек надвор од горивото (по распаѓањето на 135
Cs одвоени со меурчиња 135
Cs ). Ниската распаѓадна енергија, недостатокот на гама зрачење и долгиот полураспад од ¹³⁵Cs го прават овој изотоп многу помалку опасен од ¹³⁷Cs или ¹³⁴Cs.

Неговиот претходник ¹³⁵Xe има висок принос на производи од цепење (на пример, 6,3333% за ²³⁵U и топлински неутрони), но исто така го има највисокиот познат топлински пресек за неутронски зафат од кој било нуклид. Поради ова, голем дел од ¹³⁵Xe произведени во тековните топлински реактори (дури > 90% при целосна моќност во стабилна состојба) ^[10] ќе се претворат во екстремно долготрајни (полураспад од редот на 10²¹ година) 136
Xe пред да може да се распадне на 135
Cs и покрај релативно краткиот полураспад од 135
Xe. Малку или воопшто 135
Xe ќе биде уништен со неутронски зафат по исклучување на реакторот или во реактор со стопена сол што континуирано отстранува ксенон од неговото гориво, брз неутронски реактор или јадрено оружје. Ксенонската јама е феномен на прекумерниот зафат на неутрони преку 135
Xe се акумулира во реакторот по намалување на моќноста или исклучување и често се управува со пуштање на 135
Xe се распаѓа до ниво на кое неутронскиот флукс може безбедно да се контролира преку контролните прачки повторно.

Јадрениот реактор, исто така, ќе произведе многу помали количини од ¹³⁵Cs од нерадиоактивниот производ на цепење ¹³³ Cs со последователно неутронско зафачање до ¹³⁴Cs и потоа ¹³⁵Cs.

Топлинскиот пресек на неутронски зафат и интегралот на резонанца од ¹³⁵Cs се 8.3 ± 0.3 и 38.1 ± 2.6 барн соодветно. ^[11] Отстранувањето на ¹³⁵ Cs со јадрена трансмутација е тешко, поради нискиот напречен пресек, како и поради неутронското зрачење на цепење со мешан изотопски цезиум каде се произведува повеќе ¹³⁵Cs од стабилните ¹³³Cs. Покрај тоа, интензивната среднорочна радиоактивност од ¹³⁷ C го отежнува ракувањето со јадрениот отпад. ^[12]

Цезиум-136 има полураспад од 13,01 денови. Се произведува и директно (со многу мал принос бидејќи ¹³⁶Xe е бета-стабилен) како производ за цепење и со неутронски зафат и преку од долготрајни ¹³⁵ Cs, ^[13] што е вообичаен производ за цепење. Исто така, не се произведува од јадрено оружје бидејќи ¹³⁵Cs се создаваат со бета распаѓање на оригиналните производи на цепење само долго откако ќе заврши јадрената експлозија. Цезиумот-136 се подложува на бета распаѓање (β-), произведувајќи директно ¹³⁶ Ba.

Цезиум-137, со полураспад од 30,17 години, е еден од двата главни производи за цепење со среден живот, заедно со <sup id="mwAeM">90</sup>Sr, кои се одговорни за најголемиот дел од радиоактивноста на потрошеното јадрено гориво по неколку години ладење, до неколку стотици години по употребата. Тоа го сочинува најголемиот дел од радиоактивноста што останала од несреќата во Чернобил и е главна здравствена грижа за деконтаминација на земјиштето во близина на јадрената централа Фукушима. ^{[14] 137}Cs има бета-распад распаѓа до бариум-137m (краткотраен јадрен изомер) потоа до нерадиоактивен бариум-137. Цезиум-137 не емитува директно гама зрачење, целото набљудувано зрачење се должи на ќерката изотоп бариум-137m.

¹³⁷Cs има многу ниска стапка на неутронски зафат и сè уште не може изводливо да се отфрли на овој начин, освен ако не се постигне напредок во склопувањето на неутронскиот сноп (поинаку не може да се постигне со магнетни полиња), уникатно достапен единствено од експерименти со соединување катализирано од муон (не во другите форми на забрзувачка трансмутација на јадрената неутенска моќност). поместување и надминување на овие ниски стапки на зафати; дотогаш, затоа, на ¹³⁷Cs мора едноставно да им се дозволи да се распаднат.

¹³⁷ Cs се користел како трагач во хидролошките студии, аналогно на употребата на ³H.

Останатите изотопи имаат полураспад од неколку денови до делови од секундата. Речиси целиот цезиум произведен од јадрено цепење доаѓа од бета распаѓање на првично повеќе богати со неутрони распадни производи, кои минуваат низ изотопи на јод а потоа изотопи на ксенон. Бидејќи овие елементи се испарливи и можат да се дифузираат низ јадрено гориво или воздухот, цезиумот често се создава далеку од првобитното место на цепење.

п р у Изотопи на хемиските елементи
1 H																	2 He
3 Li	4 Be											5 B	6 C	7 N	8 O	9 F	10 Ne
11 Na	12 Mg											13 Al	14 Si	15 P	16 S	17 Cl	18 Ar
19 K	20 Ca	21 Sc	22 Ti	23 V	24 Cr	25 Mn	26 Fe	27 Co	28 Ni	29 Cu	30 Zn	31 Ga	32 Ge	33 As	34 Se	35 Br	36 Kr
37 Rb	38 Sr	39 Y	40 Zr	41 Nb	42 Mo	43 Tc	44 Ru	45 Rh	46 Pd	47 Ag	48 Cd	49 In	50 Sn	51 Sb	52 Te	53 I	54 Xe
55 Cs	56 Ba		72 Hf	73 Ta	74 W	75 Re	76 Os	77 Ir	78 Pt	79 Au	80 Hg	81 Tl	82 Pb	83 Bi	84 Po	85 At	86 Rn
87 Fr	88 Ra		104 Rf	105 Db	106 Sg	107 Bh	108 Hs	109 Mt	110 Ds	111 Rg	112 Cn	113 Nh	114 Fl	115 Mc	116 Lv	117 Ts	118 Og
		57 La	58 Ce	59 Pr	60 Nd	61 Pm	62 Sm	63 Eu	64 Gd	65 Tb	66 Dy	67 Ho	68 Er	69 Tm	70 Yb	71 Lu
		89 Ac	90 Th	91 Pa	92 U	93 Np	94 Pu	95 Am	96 Cm	97 Bk	98 Cf	99 Es	100 Fm	101 Md	102 No	103 Lr
Таблица на нуклиди