銫的放射化學

銫的放射化學

正文

放射化學的一個組成部分,研究與的放射性同位素有關的化學問題。裂變產物中長半衰期的銫137裂變產額較高,是放射性沉降物的重要組分。銫137是β-輻射體。它以94.6%的比例衰變為137Bam,後者在同質異能躍遷過程中放出0.662兆電子伏的γ射線,其半衰期為2.55分,能很快建立137Cs-137Bam間的平衡,因此銫137可同時用作β輻射源和γ輻射源,有著廣泛的用途。
放射性同位素 已發現銫有34個放射性同位素。銫的主要放射性同位素及其核性質和主要產生方式見表。質量數小於 133的銫同位素均為正電子(β+)和電子俘獲(EC)的衰變類型,質量數大於133的均為負電子(β-)的衰變類型,前者的半衰期均較短,後者中有些核素則較長。由鈾裂變生成的銫的重要核素有銫135、銫137,它們的裂變產額分別為6.41%和6.26%,銫133也能在裂變中形成,產額為6.76%,吸收中子後形成銫134。銫137是裂變產生的最重要的放射性銫同位素。

銫的放射化學銫的放射化學
化學性質 銫和其他鹼金屬性質相似,它的大多數鹽是可溶的,但CsMnO4、Cs2CrO4、CsAl(SO4)2等鹽與相應的其他鹼金屬鹽相比,溶解度較小。通過銫與碘化鉍、氯鉑酸鹽、高氯酸鹽、高錳酸鹽、磷鉬酸鹽、矽鎢酸鹽、四苯基硼等反應形成沉澱物,可從裂變產物中分離放射性銫。也可用硝基苯和四苯基硼進行萃取,或用離子交換劑分離銫。
分離 從核燃料後處理的高放射性廢液中分離銫137,20世紀50年代曾用沉澱分離法,如硫酸鋁、磷鎢酸鹽、亞鐵氰化鎳等方法。60年代曾用溶劑萃取和離子交換法(磷酸鋯、磷鉬酸銨和沸石)。70年代以來,人工合成各種新的無機交換劑如矽鋁酸鹽和磷酸鈦,以及各種複合無機交換劑,它們對銫137都有較大的交換容量和良好的選擇性;由於無機離子交換劑具有耐輻照和熱穩定性好等優點,世界各國都採用或準備採用它來分離銫137。
從核燃料後處理過程中產生的大量低放射性廢液中,去除銫137可用的天然無機交換劑有蒙脫石、蛭石、斜長沸石等,其中以斜長沸石性能最佳。
套用 從裂變產物中分離出的銫137可製作輻射源,銫137源與鈷60源比較,有半衰期長、價格便宜、防護要求低等優點。銫137源在工業上可用作厚度計、密度計、流量計和液位計的輻射源;在農業上,用於輻射育種;還可用於食品輻照保藏、醫療器械的殺菌、癌症的治療和輻射加工等。銫 134也可用作β、γ輻射源。131Cs-氯化銫可用於心肌掃描,還可用來診斷甲狀腺腫瘤等。
參考書目
 H.L.Finston and M.T.Kinsley,The Radiochemistryof Cesium, NAS-NS-3035, 1961.

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