Изотопи на цезиумот

Закосен текст
Цезиумот (55Cs) има 41 познат изотоп, со масен број од 112 до 152. Само еден изотоп, 133Cs, е стабилен.  Најдолговечните радиоизотопи се 135Cs со полураспад од 1,33 милиони години,  со полураспад од 30,1671 години и 134Cs со полураспад од 2,0652 години.  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.

 Список на изотопи 

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

 Цезиум-133 
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, , непречената хиперфина транзициона фреквенција на основната состојба на цезиумот-133,Although the phase used here is more terse than in the previous definition, it still has the same meaning. This is made clear in the 9th SI Brochure, which almost immediately after the definition on p. 130 states: "The effect of this definition is that the second is equal to the duration of  periods of the radiation corresponding to the transition between the two hyperfine levels of the unperturbed ground state of the 133Cs atom." да изнесува  Hz, што е еднакво на s−1.

 Цезиум-134 
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). "Characteristics of Caesium-134 and Caesium-137". 

 Цезиум-135 
Цезиум-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  кои можат да се одвојат само од  преку раздвојување на изотоп) наместо со други долговечни производи на цепење. Освен во реакторот за стопена сол, каде што  се создава како целосно одделен тек надвор од горивото (по распаѓањето на  одвоени со меурчиња  ). 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)  ќе се претворат во екстремно долготрајни (полураспад од редот на 1021 година)  пред да може да се распадне на  и покрај релативно краткиот полураспад од . Малку или воопшто  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  се акумулира во реакторот по намалување на моќноста или исклучување и често се управува со пуштање на  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  и  соодветно.  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. 

 Цезиум-136 
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,  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 

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.  137Cs 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.

 Други изотопи на цезиум 

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.

Белешки

 Наводи 

цезиум
Категорија:цезиум