세슘 동위 원소

**세슘**은 원자량 112~151 사이에 총 40개의 동위 원소가 알려져 있으며, 안정 동위 원소는 133Cs 한 가지 뿐이다. 가장 안정한 방사성 동위 원소는 약 230만 년의 반감기를 갖는 135Cs, 30.1671년의 반감기를 갖는 137Cs, 2.0652년의 반감기를 갖는 134Cs 등이다. 이외의 동위 원소들은 모두 반감기가 14일 미만이며, 대부분은 1시간 미만이다. 세슘의 표준 원자량은 132.9054519(2) u이다.
# 세슘-133
133Cs은 세슘 동위 원소 중 유일하게 안정한 천연 동위 원소이다. 원자로에서 방사성 붕괴의 산물로 생성되기도 한다. 133Cs 원자핵은 1초에 9,192,631,770번 진동하는데, 이를 이용하여 국제원자시의 1초를 정의한다.
# 세슘-137
세슘-137 137Cs은 30.17년의 반감기를 갖는 동위 원소로, 90Sr과 함께 사용후 핵연료에서 다량 생성된다. 자연계에서는 우라늄과 토륨의 자발 핵분열의 생성물로 극미량이 형성되었다가 사라졌다를 반복하고 있다. 137Cs은 베타 붕괴하여 137mBa으로 붕괴하였다가 다시 안정 동위 원소인 137Ba로 붕괴하는데, 이 과정에서 강력한 감마선을 방출한다. 흔히 원전이 폭발할 때 나오는 세슘 동위원소이다. 90Sr과 함께 나온다.
# 표
{| class="wikitable" | 핵종
기호 ! Z(p) ! N(n) !
동위 원소 질량 (u)
! rowspan="2" | 반감기 ! rowspan="2" | 붕괴
방식url-status=약자:
ε: 전자 포획
IT: 이성질핵 전이 ! rowspan="2" | 붕괴
생성물굵은 글꼴은 안정 동위 원소, 굵은 이탤릭체 글꼴은 거의 안정하여 반감기가 우주의 나이보다 긴 동위 원소 ! rowspan="2" | 핵
스핀 ! rowspan="2" | 자연적
동위 원소
구성비
(몰 분율) ! rowspan="2" | 자연적
구성비
변동 범위
(몰 분율) |- ! colspan="3" | 들뜬 에너지 |- | rowspan=2|112Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 57 | rowspan=2|111.95030(33)# | rowspan=2|500(100) µs | p | 111Xe | rowspan=2|1+# | rowspan=2| | rowspan=2| |- | α | 108I |- | rowspan=2|113Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 58 | rowspan=2|112.94449(11) | rowspan=2|16.7(7) µs | p (99.97%) | 112Xe | rowspan=2|5/2+# | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β+ (0.03%) | 113Xe |- | rowspan=4|114Cs | rowspan=4 | 55 | rowspan=4 | 59 | rowspan=4|113.94145(33)# | rowspan=4|0.57(2) s | β+ (91.09%) | 114Xe | rowspan=4|(1+) | rowspan=4| | rowspan=4| |- | β+, p (8.69%) | 113I |- | β+, α (0.19%) | 110Te |- | α (0.018%) | 110I |- | rowspan=2|115Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 60 | rowspan=2|114.93591(32)# | rowspan=2|1.4(8) s | β+ (99.93%) | 115Xe | rowspan=2|9/2+# | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β+, p (0.07%) | 114I |- | rowspan=3|116Cs | rowspan=3 | 55 | rowspan=3 | 61 | rowspan=3|115.93337(11)# | rowspan=3|0.70(4) s | β+ (99.67%) | 116Xe | rowspan=3|(1+) | rowspan=3| | rowspan=3| |- | β+, p (0.279%) | 115I |- | β+, α (0.049%) | 112Te |- | rowspan=3 | 116mCs | rowspan=3 colspan="3" | 100(60)# keV | rowspan=3|3.85(13) s | β+ (99.48%) | 116Xe | rowspan=3|4+,5,6 | rowspan=3| | rowspan=3| |- | β+, p (0.51%) | 115I |- | β+, α (0.008%) | 112Te |- | 117Cs | | 55 | | 62 | 116.92867(7) | 8.4(6) s | β+ | 117Xe | (9/2+)# | | |- | | 117mCs | colspan="3" | 150(80)# keV | 6.5(4) s | β+ | 117Xe | 3/2+# | | |- | rowspan=3|118Cs | rowspan=3 | 55 | rowspan=3 | 63 | rowspan=3|117.926559(14) | rowspan=3|14(2) s | β+ (99.95%) | 118Xe | rowspan=3|2 | rowspan=3| | rowspan=3| |- | β+, p (0.042%) | 117I |- | β+, α (0.0024%) | 114Te |- | rowspan=3 | 118mCs | rowspan=3 colspan="3" | 100(60)# keV | rowspan=3|17(3) s | β+ (99.95%) | 118Xe | rowspan=3|(7-) | rowspan=3| | rowspan=3| |- | β+, p (0.042%) | 117I |- | β+, α (0.0024%) | 114Te |- | rowspan=2|119Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 64 | rowspan=2|118.922377(15) | rowspan=2|43.0(2) s | β+ | 119Xe | rowspan=2|9/2+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β+, α (2×10−6%) | 115Te |- | | 119mCs | colspan="3" | 50(30)# keV | 30.4(1) s | β+ | 119Xe | 3/2(+) | | |- | rowspan=3|120Cs | rowspan=3 | 55 | rowspan=3 | 65 | rowspan=3|119.920677(11) | rowspan=3|61.2(18) s | β+ | 120Xe | rowspan=3|2(-#) | rowspan=3| | rowspan=3| |- | β+, α (2×10−5%) | 116Te |- | β+, p (7×10−6%) | 118I |- | rowspan=3 | 120mCs | rowspan=3 colspan="3" | 100(60)# keV | rowspan=3|57(6) s | β+ | 120Xe | rowspan=3|(7-) | rowspan=3| | rowspan=3| |- | 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(+) | | |- | rowspan=2 | 121mCs | rowspan=2 colspan="3" | 68.5(3) keV | rowspan=2|122(3) s | β+ (83%) | 121Xe | rowspan=2|9/2(+) | rowspan=2| | rowspan=2| |- | IT (17%) | 121Cs |- | rowspan=2|122Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 67 | rowspan=2|121.91611(3) | rowspan=2|21.18(19) s | β+ | 122Xe | rowspan=2|1+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β+, α (2×10−7%) | 118Te |- | | 122m1Cs | colspan="3" | 45.8 keV | >1 µs | | | (3)+ | | |- | | 122m2Cs | colspan="3" | 140(30) keV | 3.70(11) min | β+ | 122Xe | 8- | | |- | | 122m3Cs | colspan="3" | 127.0(5) keV | 360(20) ms | | | (5)- | | |- | 123Cs | | 55 | | 68 | 122.912996(13) | 5.88(3) min | β+ | 123Xe | 1/2+ | | |- | | 123m1Cs | colspan="3" | 156.27(5) keV | 1.64(12) s | IT | 123Cs | (11/2)- | | |- | | 123m2Cs | colspan="3" | 231.63+X keV | 114(5) ns | | | (9/2+) | | |- | 124Cs | | 55 | | 69 | 123.912258(9) | 30.9(4) s | β+ | **124Xe** | 1+ | | |- | | 124mCs | colspan="3" | 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 | colspan="3" | 266.6(11) keV | 900(30) ms | | | (11/2-) | | |- | 126Cs | | 55 | | 71 | 125.909452(13) | 1.64(2) min | β+ | **126Xe** | 1+ | | |- | | 126m1Cs | colspan="3" | 273.0(7) keV | >1 µs | | | | | |- | | 126m2Cs | colspan="3" | 596.1(11) keV | 171(14) µs | | | | | |- | 127Cs | | 55 | | 72 | 126.907418(6) | 6.25(10) h | β+ | 127Xe | 1/2+ | | |- | | 127mCs | colspan="3" | 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+ | | |- | rowspan=2|130Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 75 | rowspan=2|129.906709(9) | rowspan=2|29.21(4) min | β+ (98.4%) | **130Xe** | rowspan=2|1+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β- (1.6%) | ***130Ba*** |- | rowspan=2 | 130mCs | rowspan=2 colspan="3" | 163.25(11) keV | rowspan=2|3.46(6) min | IT (99.83%) | 130Cs | rowspan=2|5- | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β+ (0.16%) | **130Xe** |- | 131Cs | | 55 | | 76 | 130.905464(5) | 9.689(16) d | ε | **131Xe** | 5/2+ | | |- | rowspan=2|132Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 77 | rowspan=2|131.9064343(20) | rowspan=2|6.480(6) d | β+ (98.13%) | **132Xe** | rowspan=2|2+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β- (1.87%) | **132Ba** |- | 133Cs이 핵종의 원자핵이 절대 영도에서 바닥 상태에 있는 두 개의 초미세 에너지 준위의 주파수 차이를 9,192,631,770Hz로 정의하며, 그 역수가 SI 단위계에서의 1초이다.핵분열 생성물 | | 55 | | 78 | 132.905451933(24) | colspan=3 align=center|**안정**자발 핵분열이 가능할 것으로 추정된다. | 7/2+ | 1.0000 | |- | rowspan=2|134Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 79 | rowspan=2|133.906718475(28) | rowspan=2|2.0652(4) a | β- | **134Ba** | rowspan=2|4+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | ε (3×10−4%) | **134Xe** |- | | 134mCs | colspan="3" | 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 | colspan="3" | 1632.9(15) keV | 53(2) min | IT | 135Cs | 19/2- | | |- | 136Cs | | 55 | | 81 | 135.9073116(20) | 13.16(3) d | β- | **136Ba** | 5+ | | |- | rowspan=2 | 136mCs | rowspan=2 colspan="3" | 518(5) keV | rowspan=2|19(2) s | β- | **136Ba** | rowspan=2|8- | rowspan=2| | rowspan=2| |- | IT | 136Cs |- | rowspan=2|137Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 82 | rowspan=2|136.9070895(5) | rowspan=2|30.1671(13) a | β- (95%) | 137mBa | rowspan=2|7/2+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β- (5%) | **137Ba** |- | 138Cs | | 55 | | 83 | 137.911017(10) | 33.41(18) min | β- | **138Ba** | 3- | | |- | rowspan=2 | 138mCs | rowspan=2 colspan="3" | 79.9(3) keV | rowspan=2|2.91(8) min | IT (81%) | 138Cs | rowspan=2|6- | rowspan=2| | rowspan=2| |- | 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- | | |- | rowspan=2|141Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 86 | rowspan=2|140.920046(11) | rowspan=2|24.84(16) s | β- (99.96%) | 141Ba | rowspan=2|7/2+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β-, n (0.0349%) | 140Ba |- | rowspan=2|142Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 87 | rowspan=2|141.924299(11) | rowspan=2|1.689(11) s | β- (99.9%) | 142Ba | rowspan=2|0- | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β-, n (0.091%) | 141Ba |- | rowspan=2|143Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 88 | rowspan=2|142.927352(25) | rowspan=2|1.791(7) s | β- (98.38%) | 143Ba | rowspan=2|3/2+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β-, n (1.62%) | 142Ba |- | rowspan=2|144Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 89 | rowspan=2|143.932077(28) | rowspan=2|994(4) ms | β- (96.8%) | 144Ba | rowspan=2|1(-#) | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β-, n (3.2%) | 143Ba |- | rowspan=2 | 144mCs | rowspan=2 colspan="3" | 300(200)# keV | rowspan=2|3) | rowspan=2| | rowspan=2| |- | IT | 144Cs |- | rowspan=2|145Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 90 | rowspan=2|144.935526(12) | rowspan=2|582(6) ms | β- (85.7%) | 145Ba | rowspan=2|3/2+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β-, n (14.3%) | 144Ba |- | rowspan=2|146Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 91 | rowspan=2|145.94029(8) | rowspan=2|0.321(2) s | β- (85.8%) | 146Ba | rowspan=2|1- | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β-, n (14.2%) | 145Ba |- | rowspan=2|147Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 92 | rowspan=2|146.94416(6) | rowspan=2|0.235(3) s | β- (71.5%) | 147Ba | rowspan=2|(3/2+) | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β-, n (28.49%) | 147Ba |- | rowspan=2|148Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 93 | rowspan=2|147.94922(62) | rowspan=2|146(6) ms | β- (74.9%) | 148Ba | rowspan=2| | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β-, n (25.1%) | 147Ba |- | rowspan=2|149Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 94 | rowspan=2|148.95293(21)# | rowspan=2|150# ms [>50 ms] | β- | 149Ba | rowspan=2|3/2+# | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β-, n | 148Ba |- | rowspan=2|150Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 95 | rowspan=2|149.95817(32)# | rowspan=2|100# ms [>50 ms] | β- | 150Ba | rowspan=2| | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β-, n | 149Ba |- | rowspan=2|151Cs | rowspan=2 | 55 | rowspan=2 | 96 | rowspan=2|150.96219(54)# | rowspan=2|60# ms [>50 ms] | β- | 151Ba | rowspan=2|3/2+# | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β-, n | 150Ba |}