ЦЕЗИЙ

ЦЕЗИЙ (Caesium, Cs) радиоактивный — химический элемент 1 группы периодической системы Д. И. Менделеева. Порядковый номер 55, атомный вес (масса) 132,905. Цезий является редким элементом из группы щелочных металлов. Он присутствует в тканях животных и растений. Среднее содержание его в организме человека примерно 1,5 мг. В природе он встречается главным образом в рассеянном состоянии, в минералах — лепидолите, корнеллите, бериллах, а также образует самостоятельные минералы — поллуций и родицит. Его содержание в земной коре составляет 7*10,4% по массе.

Цезий — мягкий, вязкий металл серебристо-белого цвета, его плотность 1,903 г/см3 при 20°, *°ПЛ 28,5°,°кип 705°. Во всех соединениях Цезий одновалентен. Он обладает высокой реакционной способностью, соединяется с кислородом с мгновенным восстановлением, с водой реагирует со взрывом, бурно реагирует с кислотами.

У природного цезия имеется один стабильный нуклид с массовым числом 133. Известны также 30 радиоактивных изотопов цезия с массовыми числами от 116 до 146, пять из которых имеют ядерные изомеры (см. Изомерия, изомерия атомных ядер). Большинство радионуклидов цезия коротко-живущие с секундными и минутными периодами полураспада; периоды полураспада нескольких из них от 1 до 13 суток, два радиоизотопа долгоживущие — 134Cs (TV2 = 2,062 лет) и 137Cs (Ti/2 = 30,18 лет). 137Cs может поступать в окружающую среду при испытании ядерного оружия и в результате выбросов радиоактивных отходов в атмосферу и водоемы предприятиями атомной промышленности и атомной энергетики, а также судами с ядерно-энергетическими установками. По оценкам Комитета ООН по действию атомной радиации, к 1970 году в результате всех проведенных до этого времени испытаний ядерного оружия в почве, воде и воздухе накопилось около 25 Мкюри 137Cs. Физикохимические свойства цезия обуславливают высокую подвижность 137Cs в экологических цепочках биосферы (см. Радиационная экология) и концентрирование его в отдельных звеньях этих цепочек, включая организм человека. Из поступившего с пищевыми продуктами 137Cs около 80% обнаруживается в мышцах и около 8% — в костях. В связи с относительно коротким биологическим периодом полувыведения 137Cs из организма человека по сравнению с периодом полураспада этого радионуклида (периоды полувыведения отдельных фракций, содержащих 137Cs, колеблются от нескольких суток до двухсот) концентрация 137Cs в организме изменяется в соответствии с его содержанием в рационе.

Радиоизотопы цезия применяются в химических исследованиях, в гамма-дефектоскопии различных промышленных изделий (см. Дефектоскопия), в радиационной технологии, в радиобиологических экспериментах. В медицине практическое применение нашел 137Cs, используемый в качестве источника гамма-излучения для контактной и дистанционной лучевой терапии (см.), а также для радиационной стерилизации (см.). 137Cs является одним из продуктов деления тяжелых элементов. Промышленное получение 137Cs для нужд народного хозяйства и медицины осуществляют его выделением из смеси осколочных продуктов различными методами (экстракцией, соосаждением, адсорбцией), обычно в виде сухого CsCl, помещаемого затем в герметические капсулы. Отечественная промышленность выпускает источники с 137Cs более 30 типов с различными номиналами активности.

137Cs распадается с испусканием двухкомпонентного бета-спектра с граничными энергиями его составляющих Ер1 = 511,7 кэв (94,8%), Ер2 = 1173,4 кэв (5,2%), со средней энергией Е^ = 179 кэв и сопутствующего гамма-излучения с Е^ = 661,662 кэв (85,3%), принадлежащего образующемуся при этом короткоживущему изомеру бария 1з7тВа. Присутствует также характеристическое рентгеновское излучение бария с энергиями его клиний, лежащими в пределах от 32 до 36,5 кэв (суммарная интенсивность 7%).

Согласно нормам радиационной безопасности (НРБ-76) по радиотоксичности радионуклиды 131Cs и 137Cs относятся соответственно к группам Г и В, то есть на рабочем месте без разрешения санэпидслужбы могут находиться их открытые препараты с активностью до 100 мккюри (3,7 МБк) и 10 мккюри (0,37 МБк).

Допустимая концентрация 137Cs в воде открытых водоемов 1,5* •10'8 кюри/л (555 Бк/л), в воздухе рабочей зоны — 1,4-10"11 кюри/л (~0,52 Бк/л), в атмосферном воздухе 4,9* 10“13 кюри/л (~0,02 Бк/л).

См. также Изотопы, Радионуклидные источники излучения (т.25,доп. материалы).

Библиогр.: Левин В. И. Получение радиоактивных изотопов, М., 1972; Моисее в А. А, и Рамзаев П. В. Цезий-137 в биосфере, М., 1975; Нормы радиационной безопасности НРБ-76, М., 1978; Хольнов Ю. В. и д р. Характеристики излучений радиоактивных нуклидов, применяемых в народном хозяйстве, М., 1980; Anger R. Т. a. S о d d V. J. Dosimetry of 129Cs and 13lCs, Phys. in Med. Biol., v. 16, p. 698, 1971; Radioactive pharmaceuticals, ed. by G. A. Andrews a. o., p. 619, Oak Ridge, 1966.

В.    В.    Бочкарев.