Jabarkan Isotop dari Sesium

Sesium memiliki 40 isotop yang diketahui, mulai dari nomor massa (jumlah nukleon dalam inti) 112 hingga 151. Beberapa di antaranya disintesis dari unsur-unsur yang lebih ringan melalui proses penangkapan neutron lambat (proses-s) di dalam bintang tua dan melalui proses-r dalam ledakan supernova. Satu-satunya isotop sesium yang stabil adalah 133Cs, dengan 78 neutron. Meskipun ia memiliki spin inti yang besar (+), penelitian resonansi magnet inti dapat menggunakan isotop ini pada frekuensi resonansi 11,7 MHz.

Isotop radioaktif 135Cs memiliki waktu paruh yang sangat panjang dengan sekitar 2,3 juta tahun, yang terpanjang dari semua isotop radioaktif sesium. 137Cs dan 134Cs masing-masing memiliki waktu paruh 30 dan dua tahun. 137Cs terurai menjadi 137mBa berumur pendek melalui peluruhan beta, dan kemudian menjadi barium nonradioaktif, sementara 134Cs berubah menjadi 134Ba secara langsung. Isotop dengan nomor massa 129, 131, 132 dan 136, memiliki waktu paruh antara satu hari hingga dua minggu, sedangkan sebagian besar isotop lainnya memiliki waktu paruh dari beberapa detik hingga sepersekian detik. Setidaknya terdapat 21 isomer nuklir metastabil. Selain 134mCs (dengan waktu paruh kurang dari 3 jam), semuanya sangat tidak stabil dan meluruh dengan waktu paruh beberapa menit atau kurang.

Isotop 135Cs adalah salah satu produk fisi berumur panjang dari uranium yang diproduksi di dalam reaktor nuklir. Namun, hasil produk fisi ini berkurang di sebagian besar reaktor karena pendahulunya, 135Xe, adalah racun neutron yang kuat dan sering berubah menjadi 136Xe yang stabil sebelum dapat meluruh menjadi 135Cs.

Peluruhan beta dari 137Cs menjadi 137mBa menghasilkan radiasi gama saat 137mBa melemas ke keadaan dasar 137Ba, dengan foton yang dipancarkan memiliki energi sebesar 0,6617 MeV. 137Cs dan 90Sr adalah produk fisi nuklir berumur menengah utama, dan sumber radioaktivitas utama dari bahan bakar nuklir bekas setelah pendinginan beberapa tahun, berlangsung beberapa ratus tahun. Kedua isotop tersebut merupakan sumber sisa-sisa radioaktivitas terbesar di wilayah bencana Chernobyl. Karena tingkat penangkapan yang rendah, membuang 137Cs melalui penangkapan neutron tidak dapat dilakukan dan satu-satunya solusi saat ini adalah membiarkannya meluruh seiring waktu.

Hampir semua sesium yang dihasilkan dari fisi nuklir berasal dari peluruhan beta produk fisi yang awalnya lebih kaya neutron, melewati berbagai isotop iodin dan xenon. Karena iodin dan xenon bersifat volatil dan dapat berdifusi melalui bahan bakar nuklir atau udara, sesium radioaktif sering dibuat jauh dari tempat asal fisi. Dengan pengujian senjata nuklir pada 1950-an hingga 1980-an, 137Cs dilepaskan ke atmosfer dan kembali ke permukaan bumi sebagai komponen luruhan radioaktif. Ia adalah penanda siap dari pergerakan tanah dan sedimen yang berasal dari masa itu.