نظائر السيزيوم
يحتوي السيزيوم ( 55Cs ) على 41 نظيراً معروفاً ، تتراوح أعدادها الكتلية من 112 إلى 152. نظير واحد فقط، وهو 133Cs ، مستقر. أطول النظائر المشعة عمراً هو 135Cs بنصف عمر يبلغ 1.33 مليون سنة، و137يبلغ عمر النصف للسيزيوم -134 حوالي 30.04 سنة، بينما يبلغ عمر النصف للسيزيوم-134 حوالي 2.0650 سنة. أما باقي النظائر، فيقل عمر النصف لها عن أسبوعين، ومعظمها أقل من ساعة.
السيزيوم هو منتج انشطار وفير (يتم إنتاج 135 و 137 بشكل مباشر) والنظائر المختلفة تشكل مصدر قلق على هذا النحو، انظر الأقسام أدناه.
ابتداءً من عام 1945 مع بدء التجارب النووية ، انطلقت نظائر السيزيوم المشعة في الغلاف الجوي ، حيث يمتص السيزيوم بسهولة في المحلول ويعود إلى سطح الأرض كجزء من التساقط الإشعاعي . وبمجرد دخول السيزيوم إلى المياه الجوفية، يترسب على سطح التربة ويُزال من البيئة بشكل أساسي عن طريق نقل الجسيمات. ونتيجة لذلك، يمكن تقدير دالة إدخال هذه النظائر كدالة للزمن.
قائمة النظائر
| النظير [ n 1 ] | Z | شمال | الكتلة النظيرية ( دالتون ) [ 4 ] [ n2 ] [ n3 ] | سنة الاكتشاف [ 5 ] [ 6 ] | نصف العمر [ 1 ] | نمط الاضمحلال [ 1 ] [ n 4 ] | النظير الناتج [ n 5 ] [ n 6 ] | الدوران والتكافؤ [ 1 ] [ n 7 ] [ n 8 ] | الوفرة النظائرية | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| طاقة الإثارة [ n 8 ] | |||||||||||||||||||
| 112 سيز | 55 | 57 | 111.950155(64) [ 7 ] | 1994 | 490(30) ميكروثانية | p (>99.74%) | 111 Xe | 1+# | |||||||||||
| α (<0.26%) | 108 أنا | ||||||||||||||||||
| 113 سيز | 55 | 58 | 112.9444285(92) | 1984 | 16.94(9) ميكروثانية | ص | 112 زينون | (3/2+) | |||||||||||
| 114 سيزيوم | 55 | 59 | 113.941292(91) | 1978 | 570(20) مللي ثانية | β + (91.1%) | 114 زينون | (1+) | |||||||||||
| β + ، p (8.7%) | 113 أنا | ||||||||||||||||||
| β + ، α (0.19%) | 110 تيرابايت | ||||||||||||||||||
| α (0.018%) | 110 I | ||||||||||||||||||
| 115 درجة مئوية | 55 | 60 | 114.93591(11)# | 1978 | 1.4(8) ثانية | β + (99.93%) | 115 زينون | 9/2+# | |||||||||||
| β + ، p (0.07%) | 114 أنا | ||||||||||||||||||
| 116 سيزيوم | 55 | 61 | 115.93340(11)# | 1975 | 700(40) مللي ثانية | β + (99.67%) | 116 زينون | (1+) | |||||||||||
| β + ، p (0.28%) | 115 I | ||||||||||||||||||
| β + ، α (0.049%) | 112 تي | ||||||||||||||||||
| 116م Cs [ n 9 ] | 100(60)# كيلو إلكترون فولت | 1977 | 3.85(13) ثانية | β + (99.56%) | 116 زينون | (7+) | |||||||||||||
| β + ، p (0.44%) | 115 I | ||||||||||||||||||
| β + ، α (0.0034%) | 112 تي | ||||||||||||||||||
| 117 سيزيوم | 55 | 62 | 116.928617(67) | 1972 | 8.4(6) s | β + | 117 زينون | 9/2+# | |||||||||||
| 117م Cs [ n 9 ] | 150(80)# كيلو إلكترون فولت | 1986 | 6.5(4) s | β + | 117 زينون | 3/2+# | |||||||||||||
| 118 سيز | 55 | 63 | 117.926560(14) | 1969 | 14(2) s | β + (99.98%) | 118 زينون | 2(−) [ 8 ] | |||||||||||
| β + ، p (0.021%) | 117 أنا | ||||||||||||||||||
| β + ، α (0.0012%) | 114 تي | ||||||||||||||||||
| 118m1 Cs [ 8 ] [ n 9 ] | X كيلو إلكترون فولت | 1977 | 17(3) s | β + (99.98%) | 118 زينون | (7−) | |||||||||||||
| β + ، p (0.021%) | 117 أنا | ||||||||||||||||||
| β + ، α (0.0012%) | 114 تي | ||||||||||||||||||
| 118م2 Cs [ 8 ] [ n 9 ] | Y keV | (2021) [ رقم 10 ] | (6+) | ||||||||||||||||
| 118 م3 سيزيوم [ 8 ] [ ن 9 ] | 65.9 كيلو إلكترون فولت | (2021) [ رقم 10 ] | هو - هي | 118 سيز | (3−) | ||||||||||||||
| 118m4 Cs [ 8 ] | 125.9+X كيلو إلكترون فولت | 2021 | 550(60) ns | هو - هي | 118m1 Cs | (7+) | |||||||||||||
| 118m5 Cs [ 8 ] | 195.2+X كيلو إلكترون فولت | (2021) [ رقم 10 ] | <500 نانوثانية | هو - هي | 118م4 سيز | (8+) | |||||||||||||
| 119 سي إس | 55 | 64 | 118.9223 77(15) | 1969 | 43.0(2) ثانية | β + | 119 Xe | 9/2+ | |||||||||||
| β + ، α (<2×10 −6 %) | 115 تيرابايت | ||||||||||||||||||
| 119م Cs [ n 9 ] | 50(30)# كيلو إلكترون فولت | 1978 | 30.4(1) s | β + | 119 Xe | 3/2+ | |||||||||||||
| 120 سي إس | 55 | 65 | 119.920677(11) | 1969 | 60.4(6) s | β + | 120 زينون | 2+ | |||||||||||
| β + ، α (<2×10 −5 %) | 116 تيرابايت | ||||||||||||||||||
| β + ، p (<7×10 −6 %) | 119 أنا | ||||||||||||||||||
| 120 متر Cs [ n 9 ] | 100(60)# كيلو إلكترون فولت | 1977 | 57(6) s | β + | 120 زينون | (7−) | |||||||||||||
| β + ، α (<2×10 −5 %) | 116 تيرابايت | ||||||||||||||||||
| β + ، p (<7×10 −6 %) | 119 أنا | ||||||||||||||||||
| 121 سيز | 55 | 66 | 120.917227(15) | 1969 | 155(4) s | β + | 121 Xe | 3/2+ | |||||||||||
| 121 متر سي إس | 68.5(3) كيلو إلكترون فولت | 1981 | 122(3) s | β + (83٪) | 121 Xe | 9/2+ | |||||||||||||
| تكنولوجيا المعلومات (17٪) | 121 سيز | ||||||||||||||||||
| 122 سيز | 55 | 67 | 121.916108(36) | 1969 | 21.18(19) s | β + | 122 زينون | 1+ | |||||||||||
| β + ، α (<2×10 −7 %) | 118 تيرابايت | ||||||||||||||||||
| 122m1 Cs | 45.87(12) كيلو إلكترون فولت | (1987) [ رقم 11 ] | >1 ميكروثانية | هو - هي | 122 سيز | 3+ | |||||||||||||
| 122 متر مربع Cs | 140(30) كيلو إلكترون فولت | 1983 | 3.70(11) دقيقة | β + | 122 زينون | 8- | |||||||||||||
| 122 م3 سي إس | 127.07(16) كيلو إلكترون فولت | 1969 | 360(20) مللي ثانية | هو - هي | 122 سيز | 5- | |||||||||||||
| 123 سي إس | 55 | 68 | 122.912996(13) | 1954 | 5.88(3) دقيقة | β + | 123 Xe | نصف+ | |||||||||||
| 123م1 سيزيوم | 156.27(5) كيلو إلكترون فولت | 1972 | 1.64(12) ثانية | هو - هي | 123 سي إس | 11/2− | |||||||||||||
| 123 متر مربع Cs | 252(6) كيلو إلكترون فولت | 2000 | 114(5) ns | هو - هي | 123 سي إس | (9/2+) | |||||||||||||
| 124 سيز | 55 | 69 | 123.9122474(98) | 1969 | 30.9(4) s | β + | 124 زينون | 1+ | |||||||||||
| 124 متر سي إس | 462.63(14) كيلو إلكترون فولت | 1983 | 6.41(7) ثانية | تكنولوجيا المعلومات (99.89%) | 124 سيز | (7)+ | |||||||||||||
| β + (0.11%) | 124 زينون | ||||||||||||||||||
| 125 سي إس | 55 | 70 | 124.9097260(83) | 1954 | 44.35(29) دقيقة | β + | 125 زينون | نصف+ | |||||||||||
| 125 متر سي إس | 266.1(11) كيلو إلكترون فولت | 1998 | 900(30) مللي ثانية | هو - هي | 125 سي إس | (11/2−) | |||||||||||||
| 126 سيز | 55 | 71 | 125.909446(11) | 1954 | 1.64(2) دقيقة | β + | 126 زينون | 1+ | |||||||||||
| 126m1 Cs | 273.0(7) كيلو إلكترون فولت | (1991) [ رقم 11 ] | ~1 ميكروثانية | هو - هي | 126 سيز | (4−) | |||||||||||||
| 126 متر مربع Cs | 596.1(11) كيلو إلكترون فولت | 2003 | 171(14) ميكروثانية | هو - هي | 126 سيز | 8-# | |||||||||||||
| 127 سيزيوم | 55 | 72 | 126.9074175(60) | 1950 | 6.25(10) ساعة | β + | 127 زينون | نصف+ | |||||||||||
| 127 متر سي إس | 452.23(21) كيلو إلكترون فولت | 1971 | 55(3) ميكروثانية | هو - هي | 127 سيزيوم | (11/2)− | |||||||||||||
| 128 سي إس | 55 | 73 | 127.9077485(57) | 1951 | 3.640(14) دقيقة | β + | 128 زينون | 1+ | |||||||||||
| 129 سي إس | 55 | 74 | 128.9060659(49) | 1950 | 32.06(6) ساعة | β + | 129 زينون | نصف+ | |||||||||||
| 129 متر سي إس | 575.40(14) كيلو إلكترون فولت | 1977 | 718(21) ns | هو - هي | 129 سي إس | (11/2−) | |||||||||||||
| 130 درجة مئوية | 55 | 75 | 129.9067093(90) | 1952 | 29.21(4) دقيقة | β + (98.4%) | 130 زينون | 1+ | |||||||||||
| β − (1.6%) | 130 با | ||||||||||||||||||
| 130 متر سي إس | 163.25(11) كيلو إلكترون فولت | 1977 | 3.46(6) دقيقة | تكنولوجيا المعلومات (99.84%) | 130 درجة مئوية | 5- | |||||||||||||
| β + (0.16%) | 130 زينون | ||||||||||||||||||
| 131 سيزيوم | 55 | 76 | 130.90546846(19) | 1947 | 9.689(16) د | المفوضية الأوروبية | 131 Xe | 5/2+ | |||||||||||
| 132 سيزيوم | 55 | 77 | 131.9064378(11) | 1953 | 6.480(6) د | β + (98.13%) | 132 زينون | 2+ | |||||||||||
| β − (1.87%) | 132 با | ||||||||||||||||||
| 133 Cs [ n 12 ] [ n 13 ] | 55 | 78 | 132.905451958(8) | 1921 | مستقر | 7/2+ | 1.0000 | ||||||||||||
| 134 Cs [ n 13 ] | 55 | 79 | 133.906718501(17) | 1940 | 2.0650(4) ص | β − | 134 با | 4+ | |||||||||||
| EC (3.0×10 −4 %) | 134 زينون | ||||||||||||||||||
| 134 متر سي إس | 138.7441(26) كيلو إلكترون فولت | 1940 | 2.912(2) ساعة | هو - هي | 134 سيزيوم | 8- | |||||||||||||
| 135 Cs [ n 14 ] | 55 | 80 | 134.90597691(39) | 1949 | 1.33(19)×10 6 ص | β − | 135 با | 7/2+ | |||||||||||
| 135 متر سي إس | 1632.9(15) كيلو إلكترون فولت | 1962 | 53(2) دقيقة | هو - هي | 135 سي إس | 19/2− | |||||||||||||
| 136 سيزيوم | 55 | 81 | 135.9073114(20) | 1951 | 13.01(5) د | β − | 136 با | 5+ | |||||||||||
| 136 متر سي إس | 517.9(1) كيلو إلكترون فولت | 1975 | 17.5(2) s | β − ؟ | 136 با | 8- | |||||||||||||
| هو - هي؟ | 136 سيزيوم | ||||||||||||||||||
| 137 Cs [ n 13 ] | 55 | 82 | 136.90708930(32) | 1951 | 30.04(4) ص | β − (94.70%) [ 9 ] | 137 مترًا با | 7/2+ | |||||||||||
| β − (5.30%) [ 9 ] | 137 با | ||||||||||||||||||
| 138 سيزيوم | 55 | 83 | 137.9110171(98) | 1943 | 33.5(2) دقيقة | β − | 138 با | 3- | |||||||||||
| 138 متر سي إس | 79.9(3) كيلو إلكترون فولت | 1971 | 2.91(10) دقيقة | تكنولوجيا المعلومات (81٪) | 138 سيزيوم | 6- | |||||||||||||
| β − (19%) | 138 با | ||||||||||||||||||
| 139 سيز | 55 | 84 | 138.9133638(34) | 1939 | 9.27(5) دقيقة | β − | 139 با | 7/2+ | |||||||||||
| 140 سي إس | 55 | 85 | 139.9172837(88) | 1950 | 63.7(3) s | β − | 140 با | 1- | |||||||||||
| 140 متر سي إس | 13.931(21) كيلو إلكترون فولت | 1975 | 471(51) ns | هو - هي | 140 سي إس | (2)− | |||||||||||||
| 141 سيز | 55 | 86 | 140.9200453(99) | 1962 | 24.84(16) ثانية | β − (99.97%) | 141 با | 7/2+ | |||||||||||
| β − ، ن (0.0342%) | 140 با | ||||||||||||||||||
| 142 سيز | 55 | 87 | 141.9242995(76) | 1962 | 1.687(10) ثانية | β − (99.91%) | 142 با | 0- | |||||||||||
| β − ، ن (0.089%) | 141 با | ||||||||||||||||||
| 143 سيز | 55 | 88 | 142.9273473(81) | 1962 | 1.802(8) ثانية | β − (98.38%) | 143 با | 3/2+ | |||||||||||
| β − ، ن (1.62%) | 142 با | ||||||||||||||||||
| 144 سيز | 55 | 89 | 143.932075(22) | 1967 | 994(6) مللي ثانية | β − (97.02%) | 144 با | 1- | |||||||||||
| β − ، ن (2.98%) | 143 با | ||||||||||||||||||
| 144 متر سي إس | 92.2(5) كيلو إلكترون فولت | 2009 | 1.1(1) ميكروثانية | هو - هي | 144 سيز | (4−) | |||||||||||||
| 145 سي إس | 55 | 90 | 144.9355289(97) | 1971 | 582(4) مللي ثانية | β − (87.2%) | 145 با | 3/2+ | |||||||||||
| β − ، ن (12.8٪) | 144 با | ||||||||||||||||||
| 145 متر سي إس | 762.9(4) كيلو إلكترون فولت | (2015) [ رقم 11 ] | 0.5(1) ميكروثانية | هو - هي | 145 سي إس | 13/2# | |||||||||||||
| 146 سيز | 55 | 91 | 145.9406219(31) | 1971 | 321.6(9) مللي ثانية | β − (85.8%) | 146 با | 1- | |||||||||||
| β − ، ن (14.2%) | 145 با | ||||||||||||||||||
| 146 متر سي إس | 46.7(1) كيلو إلكترون فولت | (2015) [ رقم 11 ] | 1.25(5) ميكروثانية | هو - هي | 146 سيز | 4-# | |||||||||||||
| 147 سيز | 55 | 92 | 146.9442615(90) | 1978 | 230.5(9) مللي ثانية | β − (71.5%) | 147 با | (3/2+) | |||||||||||
| β − ، ن (28.5٪) | 146 با | ||||||||||||||||||
| 147 متر سي إس | 701.4(4) كيلو إلكترون فولت | (2015) [ رقم 11 ] | 190(20) ns | هو - هي | 147 سيز | 13/2# | |||||||||||||
| 148 سيز | 55 | 93 | 147.949639(14) | 1978 | 151.8(10) مللي ثانية | β − (71.3%) | 148 با | (2−) | |||||||||||
| β − ، ن (28.7٪) | 147 با | ||||||||||||||||||
| 148 متر سي إس | 45.2(1) كيلو إلكترون فولت | (2015) [ رقم 11 ] | 4.8(2) ميكروثانية | هو - هي | 148 سيز | 4-# | |||||||||||||
| 149 سي إس | 55 | 94 | 148.95352(43)# | 2017 | 112.3(25) مللي ثانية | β − (75%) | 149 با | 3/2+# | |||||||||||
| β − ، ن (25٪) | 148 با | ||||||||||||||||||
| 150 سي إس | 55 | 95 | 149.95902(43)# | 2017 | 81.0(26) مللي ثانية | β − (~56%) | 150 با | (2−) | |||||||||||
| β − ، ن (~44%) | 149 با | ||||||||||||||||||
| 151 سيز | 55 | 96 | 150.96320(54)# | 2017 | 59(19) مللي ثانية | β − | 151 با | 3/2+# | |||||||||||
| 152 Cs [ 10 ] | 55 | 97 | 151.96873(54)# | 2026 | 17# مللي ثانية | ||||||||||||||
| رأس وتذييل هذا الجدول: | |||||||||||||||||||
- ↑ m Cs – نظير نووي مثار.
- ↑ () – يتم إعطاء عدم اليقين (1 σ ) بشكل موجز بين قوسين بعد الأرقام الأخيرة المقابلة.
- ↑ # – الكتلة الذرية المميزة بـ # : القيمة وعدم اليقين مستمدان ليس من البيانات التجريبية البحتة، ولكن جزئيًا على الأقل من الاتجاهات من سطح الكتلة (TMS).
- ↑ أنماط التحلل:
المفوضية الأوروبية: التقاط الإلكترون هو - هي: التحول المتماثل ن: انبعاث النيوترونات ص: انبعاث البروتون - ↑ رمز مائل غامق كعلامة ابنة – منتج الابنة مستقر تقريبًا.
- ↑ رمز غامق كعلامة فرعية – المنتج الفرعي مستقر.
- ↑ () قيمة الدوران - تشير إلى الدوران مع وسائط التعيين الضعيفة.
- 1 2 # – القيم المميزة بـ # ليست مستمدة بشكل كامل من البيانات التجريبية، ولكنها مستمدة جزئيًا على الأقل من اتجاهات النوى المجاورة (TNN).
- 1 2 3 4 5 6 7 ترتيب الحالة الأرضية والمتماثل غير مؤكد.
- 1 2 3 لم يتم قياس نصف العمر، ولم يتم تضمينه في قاعدة بيانات الاكتشاف.خطأ في الاستشهاد: معلمة غير معروفة " (انظر صفحة المساعدة ).
- 1 2 3 4 5 6 منشور فقط في وقائع مؤتمر وليس في مجلة محكمة.خطأ في الاستشهاد: معلمة غير معروفة " (انظر صفحة المساعدة ).
- ↑ يستخدم لتحديد الثاني
- 1 2 3 ناتج الانشطار
- ↑ ناتج انشطار طويل الأمد
السيزيوم-131
يتحلل السيزيوم-131 عن طريق التقاط الإلكترون فقط إلى الحالة الأرضية للزينون-131 المستقر بنصف عمر يبلغ 9.69 يومًا؛ وإشعاعه القابل للكشف هو أشعة إكس للزينون، بطاقة قصوى تبلغ 34.5 كيلو إلكترون فولت. وقد تم تقديمه في عام 2004 للعلاج الإشعاعي الموضعي بواسطة شركة إيزوراي . [ 11 ]
السيزيوم-133
السيزيوم-133 هو النظير المستقر الوحيد للسيزيوم. تُعرَّف وحدة الزمن الأساسية في النظام الدولي للوحدات ، وهي الثانية ، بانتقال محدد للسيزيوم-133 . ومنذ عام 1967، أصبح التعريف الرسمي للثانية كما يلي:
أما الرمز الثاني، s، فيُعرَّف بأخذ القيمة العددية الثابتة لتردد السيزيوم، ΔνCs ، وهو تردد الانتقال فائق الدقة للحالة الأرضية غير المضطربة لذرة السيزيوم-133، [ 12 ]9 192 631 770 هرتز ، وهو ما يساوي s −1 .
السيزيوم-134
يبلغ عمر النصف للسيزيوم-134 حوالي 2.0650 سنة. يُنتج السيزيوم-134 مباشرةً (بكمية ضئيلة جدًا نظرًا لاستقرار الزينون -134 ) كناتج انشطار ، وعن طريق امتصاص النيوترونات من السيزيوم -133 غير المشع ( مقطع امتصاص النيوترونات 29 بارن )، وهو ناتج انشطار شائع. لا يُنتج السيزيوم-134 بواسطة الأسلحة النووية، لأن السيزيوم -133 يتكون من تحلل بيتا لمنتجات الانشطار الأصلية بعد فترة طويلة من انتهاء الانفجار النووي.
يُقدّر العائد الإجمالي للسيزيوم -133 والسيزيوم -134 بنسبة 6.7896%. وتتغير هذه النسبة مع استمرار التشعيع النيوتروني. كما يمتص السيزيوم -134 النيوترونات بمقطع عرضي يبلغ 140 بارن، ليتحول إلى السيزيوم -135 المشع طويل العمر .
يخضع السيزيوم-134 لتحلل بيتا (β − )، منتجاً الباريوم -134 المستقر بعد انبعاث 2.23 فوتون من أشعة غاما في المتوسط (متوسط الطاقة 0.698 ميغا إلكترون فولت ). [ 13 ]
السيزيوم-135
| نوكليود | نصف | أَثْمَر | س [ أ 1 ] | βγ |
|---|---|---|---|---|
| ( ما ) | (%) [ a 2 ] | ( كيلو إلكترون فولت ) | ||
| 99 تي سي | 0.211 | 6.1385 | 294 | β |
| 126 Sn | 0.23 | 0.1084 | 4050 [ أ 3 ] | β γ |
| 79 جنوب شرق | 0.33 | 0.0447 | 151 | β |
| 135 سي إس | 1.33 | 6.9110 [ a 4 ] | 269 | β |
| 93 زركونيوم | 1.61 | 5.4575 | 91 | βγ |
| 107 Pd | 6.5 | 1.2499 | 33 | β |
| 129 أنا | 16.1 | 0.8410 | 194 | βγ |
| ||||
السيزيوم-135 نظير مشعّ بشكل طفيف للسيزيوم ، ويبلغ عمر النصف له 1.33 مليون سنة. يتحلل السيزيوم-135 عن طريق انبعاث جسيم بيتا منخفض الطاقة إلى النظير المستقر الباريوم-135. يُعدّ السيزيوم-135 أحد نواتج الانشطار السبعة طويلة العمر، وهو الوحيد من بينها ذو التركيب القلوي. في معظم أنواع إعادة معالجة الوقود النووي ، يبقى السيزيوم-135 مع نواتج الانشطار متوسطة العمر (بما في ذلك السيزيوم -137) .السيزيوم الذي لا يمكن فصله إلا عن 135يتم إنتاج السيزيوم -135 عن طريق فصل النظائر بدلاً من منتجات الانشطار الأخرى طويلة العمر. واستثناءً من ذلك، تنتج مفاعلات الملح المنصهر السيزيوم-135السيزيوم كتيار منفصل تمامًا خارج الوقود (بعد تحلل النظير 135 المنفصل بالفقاعات)Xe ). إن انخفاض طاقة الاضمحلال ، وعدم وجود إشعاع جاما ، وطول عمر النصف لـ 135 Cs يجعل هذا النظير أقل خطورة بكثير من 137 Cs أو 134 Cs.
يتميز سلفه ، الزينون -135، بنسبة عالية من نواتج الانشطار (على سبيل المثال، 6.3333% لليورانيوم -235 والنيوترونات الحرارية ) ، ولكنه يمتلك أيضًا أعلى مقطع عرضي معروف لالتقاط النيوترونات الحرارية بين جميع النوى. ولهذا السبب، فإن جزءًا كبيرًا من الزينون -135 المُنتَج في المفاعلات الحرارية الحالية (أكثر من 90% عند التشغيل بكامل الطاقة في حالة الاستقرار) [ 14 ] سيتحول إلى الزينون-136 المستقر عمليًا.الزينون قبل أن يتحلل إلى 135على الرغم من قصر عمر النصف نسبياً البالغ 135Xe . قليل أو معدوم 135يُدمَّر الزينون عن طريق التقاط النيوترونات بعد إيقاف تشغيل المفاعل، أو في مفاعل الملح المنصهر الذي يُزيل الزينون باستمرار من وقوده، أو في مفاعل النيوترونات السريعة ، أو في سلاح نووي. حفرة الزينون هي ظاهرة امتصاص زائد للنيوترونات حتى 135يتراكم غاز الزينون في المفاعل بعد انخفاض الطاقة أو إيقاف التشغيل، وغالبًا ما تتم إدارته عن طريق ترك 135يتحلل الزينون إلى مستوى يمكن عنده التحكم بأمان في تدفق النيوترونات عبر قضبان التحكم مرة أخرى.
كما أن المفاعل النووي سينتج كميات أقل بكثير من السيزيوم 135 من ناتج الانشطار غير المشع السيزيوم 133 عن طريق التقاط النيوترونات المتتالية إلى السيزيوم 134 ثم السيزيوم 135 .
يبلغ المقطع العرضي لالتقاط النيوترونات الحرارية وتكامل الرنين للسيزيوم -135 8.3 ± 0.3 و 38.1 ± 2.6 بارن على التوالي. [ 15 ] يُعد التخلص من السيزيوم -135 عن طريق التحويل النووي أمرًا صعبًا، نظرًا لانخفاض المقطع العرضي، فضلًا عن أن تشعيع السيزيوم الناتج عن انشطار النظائر المختلطة بالنيوترونات يُنتج كمية أكبر من السيزيوم -135 من السيزيوم -133 المستقر. إضافةً إلى ذلك، فإن النشاط الإشعاعي المكثف للسيزيوم -137 على المدى المتوسط يجعل التعامل مع النفايات النووية أمرًا صعبًا. [ 16 ]
- صحيفة حقائق مختبر أرغون الوطني
السيزيوم-136
يبلغ عمر النصف للسيزيوم-136 حوالي 13.01 يومًا. يُنتج السيزيوم-136 مباشرةً (بكمية ضئيلة جدًا نظرًا لأن الزينون -136 مستقر بيتا ) كناتج انشطار، وعن طريق التقاط النيوترونات من السيزيوم -135 طويل العمر ، إلا أنه نظرًا لانخفاض المقطع العرضي (انظر أعلاه) وقصر عمر النصف، فإنه أقل وفرة في الوقود المستهلك ويتلاشى بسرعة. كما أنه لا يُنتج بواسطة الأسلحة النووية لأن السيزيوم -135 لا يتكون إلا بعد فترة طويلة من انتهاء الانفجار النووي نتيجةً لتحلل بيتا لمنتجات الانشطار الأصلية. يخضع السيزيوم-136 لتحلل بيتا ( β-) إلى 136 با.
السيزيوم-137
يُعد السيزيوم-137، بنصف عمر يبلغ 30.04 سنة، أحد نواتج الانشطار الرئيسية متوسطة العمر ، إلى جانب السترونتيوم -90 ، المسؤولة عن معظم النشاط الإشعاعي للوقود النووي المستهلك لعدة سنوات وحتى عدة مئات من السنين بعد استخدامه. وهو يُشكّل معظم النشاط الإشعاعي المتبقي من حادثة تشيرنوبيل، ويُمثّل مصدر قلق صحي كبير عند تطهير الأراضي المحيطة بمحطة فوكوشيما للطاقة النووية. [ 17 ] يتحلل السيزيوم -137 بيتا إلى الباريوم-137م ( نظير نووي قصير العمر)، والذي يُصدر عادةً أشعة غاما عند عودته إلى حالته الأرضية المستقرة، الباريوم-137 . هذه العملية هي المسؤولة عن جميع انبعاثات غاما من السيزيوم-137. [ 18 ]
يتميز السيزيوم -137 بمعدل منخفض للغاية لالتقاط النيوترونات، ولا يمكن التخلص منه عمليًا بهذه الطريقة إلا إذا أدت التطورات في تجميع حزمة النيوترونات (التي لا يمكن تحقيقها بطريقة أخرى عن طريق المجالات المغناطيسية)، والمتاحة بشكل فريد فقط من خلال تجارب الاندماج المحفز بالميونات (وليس في الأشكال الأخرى لتحويل النفايات النووية بواسطة المسرعات )، إلى تمكين إنتاج النيوترونات بكثافة عالية بما يكفي لتعويض معدلات الالتقاط المنخفضة هذه والتغلب عليها؛ لذلك، وحتى ذلك الحين، يجب ببساطة السماح للسيزيوم -137 بالتحلل.
تم استخدام السيزيوم -137 كمتتبع في الدراسات الهيدرولوجية، على غرار استخدام الهيدروجين -3 .
نظائر السيزيوم الناتجة عن الانشطار
تتميز النظائر الأثقل بنصف عمر يتراوح بين ثوانٍ ودقائق. وينتج السيزيوم بشكل شبه كامل من الانشطار النووي عن تحلل بيتا لمنتجات الانشطار الأصلية الغنية بالنيوترونات، مرورًا بنظائر اليود ثم نظائر الزينون . ولأن هذه العناصر متطايرة وقادرة على الانتشار عبر الوقود النووي أو الهواء، غالبًا ما يتكون السيزيوم (وبالتالي منتجات تحلله ذات العدد الذري الأعلى) بعيدًا عن موقع الانشطار الأصلي.
انظر أيضاً
منتجات ثانوية أخرى غير السيزيوم
مراجع
- 1 2 3 4 كونديڤ، إف جي؛ وانغ، إم؛ هوانغ، دبليو جي؛ نعيمي، إس؛ أودي، جي. (2021). "تقييم NUBASE2020 للخواص النووية" (ملف PDF) . الفيزياء الصينية ج . 45 (3) 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
- ↑ "الأوزان الذرية القياسية: السيزيوم" . CIAAW . 2013.
- ↑ بروهاسكا، توماس؛ إيرجيهير، جوهانا؛ بينيفيلد، جاكلين؛ بوهلكه، جون ك.؛ تشيسون، ليزلي أ.؛ كوبلين، تايلر ب.؛ دينغ، تيبينغ؛ دان، فيليب جيه إتش؛ غرونينغ، مانفريد؛ هولدن، نورمان إي.؛ ماير، هارو إيه جيه (2022-05-04). "الأوزان الذرية القياسية للعناصر 2021 (تقرير فني من الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية)" . الكيمياء البحتة والتطبيقية . doi : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN 1365-3075 .
- ↑ وانغ، مينغ؛ هوانغ، دبليو جيه؛ كونديڤ، إف جي؛ أودي، جي؛ نعيمي، إس. (2021). "تقييم الكتلة الذرية AME 2020 (الجزء الثاني). الجداول والرسوم البيانية والمراجع*". الفيزياء الصينية ج . 45 (3) 030003. doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
- ↑ مجموعة بيانات FRIB النووية. "مشروع اكتشاف النويدات، قاعدة بيانات النظائر" . doi : 10.11578/frib/2279152 .
- ↑ مجموعة بيانات FRIB النووية. "مشروع اكتشاف النوى، قاعدة بيانات النظائر" . doi : 10.11578/frib/2572219 .
- ↑ نيس، ل.؛ أتاناسوف، د.؛ أثاناساكيس-كاكلاماناكيس، م.؛ أو، م.؛ بيرنارد، س.؛ بلاوم، ك.؛ كريساليديس، ك.؛ فيشر، ب.؛ هاينكه، ر.؛ كلينك، س.؛ لانج، د.؛ لوني، د.؛ مانيا، ف.؛ مارش، ب.أ.؛ مولر، م.؛ موجو، م.؛ نعيمي، س.؛ شفايغر، ش.؛ شفايخارد، ل.؛ فينولتز، ف. (9 يناير 2025). "تحسين سطح الكتلة النووية باستخدام كتلة Sn 103" . مجلة Physical Review C. 111 ( 1) 014315. doi : 10.1103/PhysRevC.111.014315 .
- 1 2 3 4 5 6 تشنغ، كيه كيه؛ بيتراش، سم؛ تشانغ، ز. أستير، أ.؛ الوقف، فرنك بلجيكي؛ جرينليز، حزب العمال؛ غراهن، T.؛ جولين، ر. جوتينن، س.؛ لوما، م.؛ أوجالا، J.؛ باكارينن، J .؛ بارتانين، J.؛ راكيلا، ب. روتسالاينن، ب. ساندزيليوس، م.؛ سارين، J .؛ تان، ه.؛ أوسيتالو، J .؛ زيمبا، ج. سيديروال، ب. أكتاس، ö.؛ إرتوبراك، أ.؛ تشانغ، دبليو؛ قوه، S.؛ ليو، مل. تشو، XH؛ كوتي، أنا. نياكو، بي إم؛ سوهلر، D.؛ تيمار، J.؛ أندريو، سي؛ دونسيل، م. جوس، دي تي؛ بيج، آر دي (21 أكتوبر 2021). "بنية نطاقية غنية ومتزامرات متعددة طويلة العمر في نواة السيزيوم 118 ذات عدد ذرات فردي-فردي" . مجلة Physical Review C. 104 ( 4) 044325. doi : 10.1103/PhysRevC.104.044325 . تاريخ الاسترجاع: 29 ديسمبر 2024 .
- براون ، إي .؛ تولي، جيه كيه (أكتوبر 2007). "صحائف البيانات النووية للعدد الذري A = 137". صحائف البيانات النووية . 108 (10): 2173-2318 . Bibcode : 2007NDS...108.2173B . doi : 10.1016/j.nds.2007.09.002 .
- ^ سوميكاما، توشيوكي؛ فوكودا، ناوكي؛ كوبو، توشيوكي؛ سوزوكي، هيروشي؛ تاكيدا، هيرويوكي؛ إينابي، ناوهيتو؛ كاميدا، دايسوكي؛ آهن، ديوك سون؛ موراي، دايتشي؛ يوشيدا، كويتشي؛ كوساكا، كينسوكي؛ ياناجيساوا، يوشيوكي؛ أوتاكي، ماساو؛ شيميزو، يوهي. ساتو، يوكي؛ ساتو، هيرومي؛ أوتسو، هيدياكي؛ بابا، هيديتادا؛ لوروسو، جوزيبي؛ سودرستروم، بار أندرس؛ إيزوبي، تاداكي؛ إيماي، نوبواكي؛ موكاي، مومو؛ كيمورا، سوتا؛ مياتاكي، هيرواري؛ إيواسا، ناوهيتو؛ ياغي، أيومي؛ يوكوياما، رين؛ تاراسوف، أوليغ بوريسوفيتش؛ جيسيل ، هانز (15 فبراير 2026). "توسيع آفاق النظائر: رصد سبعة نظائر جديدة غنية بالنيوترونات من العناصر الأرضية النادرة في مصنع ريكين لحزم النظائر المشعة". مجلة الجمعية الفيزيائية اليابانية . 95 (2). doi : 10.7566/JPSJ.95.024202 .
- ↑ إيزوراي. "لماذا السيزيوم-131؟" . إيزوراي - علاج سرطان البروستاتا بالمعالجة الإشعاعية الموضعية . مؤرشف من الأصل بتاريخ 30 يونيو 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 ديسمبر 2017 .
- ↑ على الرغم من أن العبارة المستخدمة هنا أكثر إيجازًا من التعريف السابق، إلا أنها لا تزال تحمل المعنى نفسه. ويتضح هذا جليًا في الكتيب التاسع لنظام الوحدات الدولي، الذي ينص مباشرةً بعد التعريف في الصفحة 130 على ما يلي: "نتيجة هذا التعريف هي أن الثانية تساوي مدة9 192 631 770 دورة من الإشعاع تتوافق مع الانتقال بين مستويي الدقة الفائقة للحالة الأرضية غير المضطربة لذرة السيزيوم 133 .
- ↑ "خصائص السيزيوم-134 والسيزيوم-137" . وكالة الطاقة الذرية اليابانية. مؤرشف من الأصل بتاريخ 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 أكتوبر 2014 .
- ↑ جون ل. غروه (2004). "ملحق للفصل 11 من كتاب أساسيات فيزياء المفاعلات" (ملف PDF) . مشروع CANTEACH. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 10 يونيو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 مايو 2011 .
- ↑ هاتسوكاوا، ي.؛ شينوهارا، ن.؛ هاتا، ك.؛ وآخرون . (1999). "المقطع العرضي للنيوترونات الحرارية وتكامل الرنين لتفاعل 135Cs(n,γ)136Cs: بيانات أساسية لتحويل النفايات النووية". مجلة الكيمياء الإشعاعية والنووية . 239 (3): 455-458 . doi : 10.1007/BF02349050 . S2CID 97425651 .
- ↑ أوهكي، شيجيو؛ تاكاكي، ناويوكي (2002). "تحويل السيزيوم-135 باستخدام المفاعلات السريعة" (ملف PDF) . وقائع الاجتماع السابع لتبادل المعلومات حول تجزئة وتحويل الأكتينيدات ونواتج الانشطار، جيجو، كوريا .
- ↑ دينيس (1 مارس 2013). "تبريد منطقة ساخنة". مجلة ساينس . 339 (6123): 1028-1029 . doi : 10.1126/science.339.6123.1028 . PMID 23449572 .
- ↑ المركز الوطني لبيانات الطاقة النووية . "قاعدة بيانات NuDat 3.0" . مختبر بروكهافن الوطني .
- نظائر السيزيوم
- قوائم النظائر حسب العنصر
