銫的同位素

銫（原子量：132.90545196(6)）有41個已知的同位素，原子量範圍從112到152，其中只有銫-133是穩定的。壽命最長的放射性銫是銫-135，半衰期有133萬年。其次是銫-137，半衰期約30年，以及銫-134有兩年的半衰期，其他的同位素半衰期皆低於兩周，大部分的都在一小時以下。其中一些同位素在年老的恆星中由較輕的元素通過捕獲慢中子（S-過程）合成，也可以在超新星爆發的過程R-過程中合成

 環境中的銫同位素 
天然的銫元素中一般來說僅存在銫-133及痕量的銫-135，但在某些環境中仍然存在著微量的銫-137與銫-134，它們幾乎都是在1940年代至1960年代的核試爆及某些核事故中釋放出來的。歷史上曾造成銫-137釋放進入環境中的著名案例包括如車諾比核事故等。2011年3月11日，日本的福島第一核電站事故事件發生時，也曾發現它的存在。2011年7月，從福島縣運往東京的11頭牛也被檢測出1,530到3,200Bq/kg的銫-137，這已嚴重超出日本規定的500Bq/kg容許值。

 銫-133 

銫-133是銫的同位素之一，為銫的同位素中，唯一穩定的核素，同時也是天然銫元素中能找的唯一一種核素，因此，銫-133的豐度為100%。銫-133也可以通過在核反應堆中的核裂變產生。儘管其原子核自旋量子數較大（7/2+），可以在其共振頻率11.7 MHz處對該同位素進行核磁共振的研究。

自從1967年，國際單位制基於銫的性質定義了其時間單位，也就是秒。國際單位制將一秒定義為不受外場干擾的銫-133的原子基態的兩個超精細結構能階間躍遷所對應的輻射的9,192,631,770個周期的持續時間。1955年，第一個精確的銫原子鐘由路易斯·艾森在英國國家物理實驗室建成。在過去的半個多世紀中，人們不停的改進銫原子鐘，並且使用它作為標準時間和頻率測量的基準。這些鐘測量頻率的精度為2-3×10-14，相當於時間測量的精度為每天2奈秒，或者140萬年1秒。目前最先進的銫原子鐘的精度超過了10-15，這意味著從6600萬年前恐龍滅絕的時代起其誤差僅為2秒鐘，被認為是「人類目前所達到的最精確的單位實現」。

 銫-137 

銫-137是銫的放射性同位素之一，半衰期約為30.17年。大約95%通過貝塔衰變為barium-137m1 (137m1Ba, Ba-137m1). 其他約5%直接衰變為穩定的鋇-137. Ba-137m1的半衰期為153秒，並放出伽瑪射線（這是銫-137放射源的全部伽瑪射線來源）。1克銫-137的放射性活度為3.215 terabecquerel (TBq).

銫-137在工業應用中是一種非常常見的作為伽瑪射線發射源的同位素。其優勢在於它的半衰期大約30年，可以通過核燃料循環獲得，並且其最終產物鋇-137是一種穩定的同位素。其較高的水溶性是其缺點，使得它無法用在用於食品和醫療用品的大型池式輻射器中。銫-137已經被用在農業、癌症治療、食品消毒、污水污泥處理以及外科手術設備中。。銫的放射性同位素可以用在放射線療法中針對某些癌症治療，然而由於目前已經有了更好的替代品，且放射源中易溶於水的氯化銫可能造成大範圍污染，放療中逐漸不再採用銫放射源。在許多工業測量計中都採用了銫-137，包括濕度計、密度計、水平儀以及厚度計。測井設備中也會使用銫-137來測量與岩層中的電子密度。

銫-137也用於水文學研究中。銫是核裂變反應的產物。自從大約1945年核試驗開始，一直到20世紀80年代中期，銫137被釋放進入大氣層，然後立即被吸收入水溶液中。那個時期的年度變化與土壤和沉積層有相關性。銫-134以及含量更少的銫-135也用於水文學研究作為核電工業中產生的銫的度量。這兩種同位素不像銫-133或者銫-137那樣常見，而且僅能通過人為過程產生。

圖表

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

 参考文獻 

 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 , Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
 National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database  (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.

Cs