Isótopos de cesio
El cesio (55Cs) tiene 41 isótopos conocidos, las masas atómicas de estos isótopos varían de 112 a 152. Sólo un isótopo, 133Cs, es estable. Los radioisótopos de vida más larga son el 135Cs con una vida media de 1,33 millones de años, el 137Cs con una vida media de 30,1671 años y 134C con una vida media de 2,0652 años. Todos los demás isótopos tienen vidas medias de menos de dos semanas, la mayoría de menos de una hora.
A partir de 1945, con el inicio de las pruebas nucleares, se liberaron radioisótopos de cesio a la atmósfera, donde el cesio se absorbe fácilmente en solución y regresa a la superficie de la Tierra como componente de la lluvia radioactiva. Una vez que el cesio ingresa al agua subterránea, se deposita en la superficie del suelo y se elimina del paisaje principalmente mediante transporte de partículas. Como resultado, la función de entrada de estos isótopos se puede estimar en función del tiempo.
Lista de isótopos
| Nuclide | Z | N | Masa sototópica (Da) | Vida media | Decaymode | Daughterisotope | Spin and paridad | Abundancia natural (Fracción mínima) | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Energía de excitación | Proporción normal | Rango de variación | |||||||||||||||||
| 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 | 115.933(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 a) | ||||||||||||||
| 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%) | 119I | ||||||||||||||||||
| 120mCs | 100(60)# keV | 57(6) s | β+ | 120Xe | (7 a) | ||||||||||||||
| β+, α (2×10; 5 -%) | 116Te | ||||||||||||||||||
| β+, p (7×10−6%) | 119I | ||||||||||||||||||
| 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 | μs | 3)+ | ||||||||||||||||
| 122m2Cs | 140(30) keV | 3.70(11) min | β+ | 122Xe | 8 a 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 | 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 | CE | 131Xe | 5/2+ | ||||||||||||
| 132Cs | 55 | 77 | 131.90643(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) y | β− | 134Ba | 4+ | ||||||||||||
| EC (3×10−4%) | 134Xe | ||||||||||||||||||
| 134mCs | 138.7441(26) keV | 2.912 2) h | IT | 134Cs | 8 a 8 | ||||||||||||||
| 135Cs | 55 | 80 | 134.9059770(11) | 2.3 x106 Sí. | 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 a 8 | ||||||||||||||
| IT | 136Cs | ||||||||||||||||||
| 137Cs | 55 | 82 | 136.9070895(5) | 30.1671(13) y | β− (95%) | 137mBa | 7/2+ | ||||||||||||
| β− (5%) | 137Ba | ||||||||||||||||||
| 138Cs | 55 | 83 | 137.911017(10) | 33.41(18) min | β− | 138Ba | 3 - 3 | ||||||||||||
| 138mCs | 79.9 3) keV | 2.91(8) min | IT (81%) | 138Cs | 6 a | ||||||||||||||
| 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 - 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 | ▪1 s | β− | 144Ba | ( " ) | ||||||||||||||
| 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) | 0,332 s | β− (85,8%) | 146Ba | 1 - 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%) | 146Ba | ||||||||||||||||||
| 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 [] | 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 [conejo50 ms] | β− | 151Ba | 3/2+# | ||||||||||||
| β−, n | 150Ba | ||||||||||||||||||
| Esta cabecera de mesa > | |||||||||||||||||||
- ^ mCs – Un isómero nuclear excitado.
- ^ ( ) – La incertidumbre (1σ) se da en forma concisa en paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
- ^ # – Masa atómica marcada #: valor e incertidumbre derivada no de datos puramente experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de la Superficie Masiva (TMS).
- ^ Modos de decadencia:
CE: Captura de electrones IT: Isomeric transition n: Emisión de neutrón p: Emisión de protones - ^ Símbolo italiano boldo como hija – El producto de la hija es casi estable.
- ^ Signatura Bold como hija – El producto de la hija es estable.
- ^ ( ) valor de la columna – Indica la vuelta con argumentos de asignación débiles.
- ^ a b # – Los valores marcados # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos parcialmente de las tendencias de los nuclidos vecinos (TNN).
- ^ Se utiliza para definir el segundo
- ^ a b c d Producto de fisión
Cesio-131
El cesio-131, introducido en 2004 para braquiterapia por Isoray, tiene una vida media de 9,7 días y una energía de 30,4 keV.
Cesio-133
El cesio-133 es el único isótopo estable del cesio. La unidad básica de tiempo del SI, el segundo, está definida por una transición específica de cesio-133. Desde 1967, la definición oficial de segundo es:
El segundo, símbolo s, se define tomando el valor numérico fijo de la frecuencia del cesio, Δ.Cs, la frecuencia de transición hiperfinada de estado-suelo inalterada del átomo cesio-133, para ser 9192631770 cuando se expresa en la unidad Hz, que es igual a s−1.
Cesio-134
El cesio-134 tiene una vida media de 2,0652 años. Se produce directamente (con un rendimiento muy pequeño porque 134Xe es estable) como producto de fisión y mediante captura de neutrones a partir de 133C no radiactivos (sección transversal de captura de neutrones de 29 graneros). ), que es un producto de fisión común. El cesio-134 no se produce mediante la desintegración beta de otros nucleidos de productos de fisión de masa 134, ya que la desintegración beta se detiene en el 134Xe estable. Tampoco se produce mediante armas nucleares porque el 133Cs se crea mediante la desintegración beta de los productos de fisión originales mucho después de que termina la explosión nuclear.
El rendimiento combinado de 133Cs y 134Cs es del 6,7896%. La proporción entre los dos cambiará con la irradiación continua de neutrones. El 134Cs también captura neutrones con una sección transversal de 140 graneros, convirtiéndose en 135Cs radiactivos de larga vida.
El cesio-134 sufre desintegración beta (β-), produciendo 134Ba directamente y emitiendo una media de 2,23 fotones de rayos gamma (energía media 0,698 MeV).
Cesio-135
| Nuclide | t1⁄2 | Yield | Q | βγ |
|---|---|---|---|---|
| (Ma) | (%) | (keV) | ||
| 99Tc | 0.211 | 6.1385 | 294 | β |
| 126Sn | 0,230 | 0.1084 | 4050 | βγ |
| 79Se | 0,327 | 0,0447 | 151 | β |
| 135Cs | 1.33 | 6.9110 | 269 | β |
| 93Zr | 1.53 | 5.4575 | 91 | βγ |
| 107Pd | 6.5 | 1.2499 | 33 | β |
| 129I | 15.7 | 0,8410 | 194 | βγ |
| ||||
El cesio-135 es un isótopo de cesio ligeramente radiactivo con una vida media de 2,3 millones de años. Se desintegra mediante la emisión de una partícula beta de baja energía en el isótopo estable bario-135. El cesio-135 es uno de los siete productos de fisión de larga duración y el único alcalino. En la mayoría de los tipos de reprocesamiento nuclear, se queda con los productos de fisión de vida media (incluidos 137
> Cs, que sólo puede separarse del Cs-135 mediante separación de isótopos) en lugar de con otros productos de fisión de larga duración. Excepto en el reactor de sales fundidas, donde el Cs-135 se crea como una corriente completamente separada fuera del combustible (después de la desintegración del Xe-135 separado por burbujas). La baja energía de desintegración, la falta de radiación gamma y la larga vida media del 135C hacen que este isótopo sea mucho menos peligroso que el 137C o el 134C.
Su precursor, el 135Xe, tiene un alto rendimiento de producto de fisión (por ejemplo, 6,3333% para 235U y neutrones térmicos), pero también tiene la sección transversal de captura de neutrones térmicos más alta conocida de todos los nucleidos. Debido a esto, gran parte del 135Xe producido en los reactores térmicos actuales (hasta >90 % en estado estacionario a plena potencia) se convertirá en productos de vida extremadamente larga (vida media en el (del orden de 1021 años) 136Xe antes de que pueda descomponerse a 135
>Cs a pesar de la vida media relativamente corta de <sup style="font-size:inherit; altura de línea: heredar; Xe. Poco o nada 135
sub style="font-size:inherit;line-height:inherit;vertical-align:baseline">Xe será destruido por captura de neutrones después de la parada del reactor , o en un reactor de sales fundidas que elimina continuamente xenón de su combustible, un reactor de neutrones rápidos o un arma nuclear. El pozo de xenón es un fenómeno de absorción excesiva de neutrones a través de 135
Xe acumulación en el reactor después de una reducción de potencia o una parada y, a menudo, se gestiona dejando que el 135
>Xe decae hasta un nivel en el que el flujo de neutrones se puede controlar de nuevo de forma segura mediante barras de control.
Un reactor nuclear también producirá cantidades mucho más pequeñas de 135Cs a partir del producto de fisión no radiactivo 133Cs mediante la captura sucesiva de neutrones a 134Cs. y luego 135Cs.
La sección transversal de captura de neutrones térmicos y la integral de resonancia de 135Cs son 8,3 ± 0,3 y 38,1 ± 2,6 graneros respectivamente. La eliminación de 135C mediante transmutación nuclear es difícil, debido a la baja sección transversal y porque la irradiación de neutrones del cesio por fisión de isótopos mixtos produce más 135C a partir de estable. >133Cs. Además, la intensa radiactividad a medio plazo del 137Cs dificulta la manipulación de los residuos nucleares.
- Hoja de datos ANL
Cesio-136
El cesio-136 tiene una vida media de 13,16 días. Se produce directamente (con un rendimiento muy pequeño porque 136Xe es beta estable) como producto de fisión y mediante captura de neutrones de 135Cs de larga vida (captura de neutrones). sección transversal 8.702 graneros), que es un producto de fisión común. El cesio-136 no se produce mediante la desintegración beta de otros nucleidos de productos de fisión de masa 136, ya que la desintegración beta se detiene en el 136Xe casi estable. Tampoco se produce mediante armas nucleares porque el 135Cs se crea mediante la desintegración beta de los productos de fisión originales mucho después de que termina la explosión nuclear. El 136Cs también captura neutrones con una sección transversal de 13,00 graneros, convirtiéndose en 137Cs radiactivo de vida media. El cesio-136 sufre desintegración beta (β-), produciendo 136Ba directamente.
Cesio-137
El cesio-137, con una vida media de 30,17 años, es uno de los dos principales productos de fisión de vida media, junto con el 90Sr, responsables de la mayor parte de la radiactividad del combustible nuclear gastado tras varios años de enfriamiento. hasta varios cientos de años después de su uso. Constituye la mayor parte de la radiactividad que aún queda del accidente de Chernobyl y constituye un importante problema de salud para descontaminar el terreno cercano a la central nuclear de Fukushima. El 137Cs beta se desintegra en bario-137m (un isómero nuclear de vida corta) y luego en bario-137 no radiactivo. El cesio-137 no emite radiación gamma directamente; toda la radiación observada se debe al isótopo hijo bario-137m.
137Cs tiene una tasa muy baja de captura de neutrones y todavía no se puede eliminar de esta manera a menos que se avance en la colimación de haces de neutrones (que de otro modo no se puede lograr mediante campos magnéticos), únicamente disponible desde dentro. los experimentos de fusión catalizados por muones (no en otras formas de transmutación de residuos nucleares con aceleradores) permiten la producción de neutrones con una intensidad suficientemente alta para compensar y superar estas bajas tasas de captura; hasta entonces, por lo tanto, simplemente se debe permitir que el 137C se descomponga.
El137Cs se ha utilizado como trazador en estudios hidrológicos, de forma análoga al uso del 3H.
Otros isótopos de cesio
Los otros isótopos tienen vidas medias que van desde unos pocos días hasta fracciones de segundo. Casi todo el cesio producido a partir de la fisión nuclear proviene de la desintegración beta de productos de fisión originalmente más ricos en neutrones, pasando a través de isótopos de yodo y luego de isótopos de xenón. Debido a que estos elementos son volátiles y pueden difundirse a través del combustible nuclear o del aire, el cesio a menudo se crea lejos del sitio original de fisión.