铯的同位素

铯（原子量：132.90545196(6)）有41个已知的同位素，原子量范围从112到152，其中只有铯-133是稳定的。寿命最长的放射性铯是铯-135，半衰期有133万年。其次是铯-137，半衰期约30年，以及铯-134有两年的半衰期，其他的同位素半衰期皆低于两周，大部分的都在一小时以下。其中一些同位素在年老的恒星中由较轻的元素通过捕获慢中子（S-过程）合成，也可以在超新星爆发的过程R-过程中合成

**环境中的铯同位素**
天然的铯元素中一般来说仅存在铯-133及痕量的铯-135，但在某些环境中仍然存在着微量的铯-137与铯-134，它们几乎都是在1940年代至1960年代的核试爆及某些核事故中释放出来的。历史上曾造成铯-137释放进入环境中的著名案例包括如车诺比核事故等。2011年3月11日，日本的福岛第一核电站事故事件发生时，也曾发现它的存在。2011年7月，从福岛县运往东京的11头牛也被检测出1,530到3,200Bq/kg的铯-137，这已严重超出日本规定的500Bq/kg容许值。

**铯-133**
储存于氩气中的高纯度铯-133
铯-133是铯的同位素之一，为铯的同位素中，唯一稳定的核素，同时也是天然铯元素中能找的唯一一种核素，因此，铯-133的丰度为100%。铯-133也可以通过在核反应堆中的核裂变产生。尽管其原子核自旋量子数较大（7/2+），可以在其共振频率11.7 MHz处对该同位素进行核磁共振的研究。
自从1967年，国际单位制基于铯的性质定义了其时间单位，也就是秒。国际单位制将一秒定义为不受外场干扰的铯-133的原子基态的两个超精细结构能阶间跃迁所对应的辐射的9,192,631,770个周期的持续时间。1955年，第一个精确的铯原子钟由路易斯·艾森在英国国家物理实验室建成。在过去的半个多世纪中，人们不停的改进铯原子钟，并且使用它作为标准时间和频率测量的基准。这些钟测量频率的精度为2-3×10-14，相当于时间测量的精度为每天2奈秒，或者140万年1秒。目前最先进的铯原子钟的精度超过了10-15，这意味着从6600万年前恐龙灭绝的时代起其误差仅为2秒钟，被认为是「人类目前所达到的最精确的单位实现」。

**铯-137**
铯-137是铯的放射性同位素之一，半衰期约为30.17年。大约95%通过贝塔衰变为barium-137m1 (137m1Ba, Ba-137m1). 其他约5%直接衰变为稳定的钡-137. Ba-137m1的半衰期为153秒，并放出伽玛射线（这是铯-137放射源的全部伽玛射线来源）。1克铯-137的放射性活度为3.215 terabecquerel (TBq).
铯-137在工业应用中是一种非常常见的作为伽玛射线发射源的同位素。其优势在于它的半衰期大约30年，可以通过核燃料循环获得，并且其最终产物钡-137是一种稳定的同位素。其较高的水溶性是其缺点，使得它无法用在用于食品和医疗用品的大型池式辐射器中。铯-137已经被用在农业、癌症治疗、食品消毒、污水污泥处理以及外科手术设备中。。铯的放射性同位素可以用在放射线疗法中针对某些癌症治疗，然而由于目前已经有了更好的替代品，且放射源中易溶于水的氯化铯可能造成大范围污染，放疗中逐渐不再采用铯放射源。在许多工业测量计中都采用了铯-137，包括湿度计、密度计、水平仪以及厚度计。测井设备中也会使用铯-137来测量与岩层中的电子密度。
铯-137也用于水文学研究中。铯是核裂变反应的产物。自从大约1945年核试验开始，一直到20世纪80年代中期，铯137被释放进入大气层，然后立即被吸收入水溶液中。那个时期的年度变化与土壤和沉积层有相关性。铯-134以及含量更少的铯-135也用于水文学研究作为核电工业中产生的铯的度量。这两种同位素不像铯-133或者铯-137那样常见，而且仅能通过人为过程产生。

**图表**
112Cs
55
57
111.95030(33)#
500(100) µs
p
111Xe
1+#
α
108I
113Cs
55
58
112.94449(11)
16.7(7) µs
p (99.97%)
112Xe
5/2+#
β+ (.03%)
113Xe
114Cs
55
59
113.94145(33)#
0.57(2) s
β+ (91.09%)
114Xe
(1+)
β+, p (8.69%)
113I
β+, α (.19%)
110Te
α (.018%)
110I
115Cs
55
60
114.93591(32)#
1.4(8) s
β+ (99.93%)
115Xe
9/2+#
β+, p (.07%)
114I
116Cs
55
61
115.93337(11)#
0.70(4) s
β+ (99.67%)
116Xe
(1+)
β+, p (.279%)
115I
β+, α (.049%)
112Te
116mCs
100(60)# keV
3.85(13) s
β+ (99.48%)
116Xe
4+,5,6
β+, p (.51%)
115I
β+, α (.008%)
112Te
117Cs
55
62
116.92867(7)
8.4(6) s
β+
117Xe
(9/2+)#
117mCs
150(80)# keV
6.5(4) s
β+
117Xe
3/2+#
118Cs
55
63
117.926559(14)
14(2) s
β+ (99.95%)
118Xe
2
β+, p (.042%)
117I
β+, α (.0024%)
114Te
118mCs
100(60)# keV
17(3) s
β+ (99.95%)
118Xe
(7-)
β+, p (.042%)
117I
β+, α (.0024%)
114Te
119Cs
55
64
118.922377(15)
43.0(2) s
β+
119Xe
9/2+
β+, α (2×10−6%)
115Te
119mCs
50(30)# keV
30.4(1) s
β+
119Xe
3/2(+)
120Cs
55
65
119.920677(11)
61.2(18) s
β+
120Xe
2(-#)
β+, α (2×10−5%)
116Te
β+, p (7×10−6%)
118I
120mCs
100(60)# keV
57(6) s
β+
120Xe
(7-)
β+, α (2×10−5%)
116Te
β+, p (7×10−6%)
118I
121Cs
55
66
120.917229(15)
155(4) s
β+
121Xe
3/2(+)
121mCs
68.5(3) keV
122(3) s
β+ (83%)
121Xe
9/2(+)
IT (17%)
121Cs
122Cs
55
67
121.91611(3)
21.18(19) s
β+
122Xe
1+
β+, α (2×10−7%)
118Te
122m1Cs
45.8 keV
>1 µs
(3)+
122m2Cs
140(30) keV
3.70(11) min
β+
122Xe
8-
122m3Cs
127.0(5) keV
360(20) ms
(5)-
123Cs
55
68
122.912996(13)
5.88(3) min
β+
123Xe
1/2+
123m1Cs
156.27(5) keV
1.64(12) s
IT
123Cs
(11/2)-
123m2Cs
231.63+X keV
114(5) ns
(9/2+)
124Cs
55
69
123.912258(9)
30.9(4) s
β+
124Xe
1+
124mCs
462.55(17) keV
6.3(2) s
IT
124Cs
(7)+
125Cs
55
70
124.909728(8)
46.7(1) min
β+
125Xe
1/2(+)
125mCs
266.6(11) keV
900(30) ms
(11/2-)
126Cs
55
71
125.909452(13)
1.64(2) min
β+
126Xe
1+
126m1Cs
273.0(7) keV
>1 µs
126m2Cs
596.1(11) keV
171(14) µs
127Cs
55
72
126.907418(6)
6.25(10) h
β+
127Xe
1/2+
127mCs
452.23(21) keV
55(3) µs
(11/2)-
128Cs
55
73
127.907749(6)
3.640(14) min
β+
128Xe
1+
129Cs
55
74
128.906064(5)
32.06(6) h
β+
129Xe
1/2+
130Cs
55
75
129.906709(9)
29.21(4) min
β+ (98.4%)
130Xe
1+
β- (1.6%)
130Ba
130mCs
163.25(11) keV
3.46(6) min
IT (99.83%)
130Cs
5-
β+ (.16%)
130Xe
131Cs
55
76
130.905464(5)
9.689(16) d
EC
131Xe
5/2+
132Cs
55
77
131.9064343(20)
6.480(6) d
β+ (98.13%)
132Xe
2+
β- (1.87%)
132Ba
133Cs
55
78
132.905451933(24)
Stable
7/2+
1.0000
134Cs
55
79
133.906718475(28)
2.0652(4) a
β-
134Ba
4+
EC (3×10−4%)
134Xe
134mCs
138.7441(26) keV
2.912(2) h
IT
134Cs
8-
135Cs
55
80
134.9059770(11)
2.3 x106 a
β-
135Ba
7/2+
135mCs
1632.9(15) keV
53(2) min
IT
135Cs
19/2-
136Cs
55
81
135.9073116(20)
13.16(3) d
β-
136Ba
5+
136mCs
518(5) keV
19(2) s
β-
136Ba
8-
IT
136Cs
137Cs
55
82
136.9070895(5)
30.1671(13) a
β- (95%)
137mBa
7/2+
β- (5%)
137Ba
138Cs
55
83
137.911017(10)
33.41(18) min
β-
138Ba
3-
138mCs
79.9(3) keV
2.91(8) min
IT (81%)
138Cs
6-
β- (19%)
138Ba
139Cs
55
84
138.913364(3)
9.27(5) min
β-
139Ba
7/2+
140Cs
55
85
139.917282(9)
63.7(3) s
β-
140Ba
1-
141Cs
55
86
140.920046(11)
24.84(16) s
β- (99.96%)
141Ba
7/2+
β-, n (.0349%)
140Ba
142Cs
55
87
141.924299(11)
1.689(11) s
β- (99.9%)
142Ba
0-
β-, n (.091%)
141Ba
143Cs
55
88
142.927352(25)
1.791(7) s
β- (98.38%)
143Ba
3/2+
β-, n (1.62%)
142Ba
144Cs
55
89
143.932077(28)
994(4) ms
β- (96.8%)
144Ba
1(-#)
β-, n (3.2%)
143Ba
144mCs
300(200)# keV
144Ba
(>3)
IT
144Cs
145Cs
55
90
144.935526(12)
582(6) ms
β- (85.7%)
145Ba
3/2+
β-, n (14.3%)
144Ba
146Cs
55
91
145.94029(8)
0.321(2) s
β- (85.8%)
146Ba
1-
β-, n (14.2%)
145Ba
147Cs
55
92
146.94416(6)
0.235(3) s
β- (71.5%)
147Ba
(3/2+)
β-, n (28.49%)
147Ba
148Cs
55
93
147.94922(62)
146(6) ms
β- (74.9%)
148Ba
β-, n (25.1%)
147Ba
149Cs
55
94
148.95293(21)#
150# ms >50 ms
β-
149Ba
3/2+#
β-, n
148Ba
150Cs
55
95
149.95817(32)#
100# ms >50 ms
β-
150Ba
β-, n
149Ba
151Cs
55
96
150.96219(54)#
60# ms >50 ms
β-
151Ba
3/2+#
β-, n
150Ba

**参考文献**
 Isotope masses from  Ame2003 Atomic Mass Evaluation by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).- Half-life, spin, and isomer data selected from these sources. Editing notes on this article's talk page.
** Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra.  The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties date=20110716114059 , Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
** National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the  NuDat 2.1 database date=20190513230730  (retrieved Sept. 2005).
** David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.