銫-137

銫-137

銫-137為金屬銫的同位素之一,是核彈、核武器試驗和核反應堆核心裂變的副產品之一,會釋放伽瑪射線。銫-137質軟、化學性質極為活潑,遇水發生爆炸,放射性較強,人體攝入量超過0.25Gy會導致造血系統、神經系統損傷,非正常生育乃至絕育。銫-137少數套用於校正輻射測量儀器,有時套用在工業方面測量液體流動等。由於其半衰期長達30年,如果通過進食或呼吸攝入,或受到沉降在地面上的銫-137照射,都會對身體有較持久的影響。

基本信息

簡介

(圖)銫-137 銫-137

銫-137(英語Caesium-137,簡稱Cs-137)是金屬同位素之一,是核彈、核武器試驗和核反應堆內核裂變的副產品之一,會釋放伽瑪射線。銫-137呈銀白色、質軟、化學性質極為活潑,遇水發生爆炸,放射性較強,人體攝入量小於0.25Gy屬於安全範圍;超過此值會導致造血系統、神經系統損傷,非正常生育乃至絕育;人體攝入量超過6Gy,能夠致人死亡。

銫-137在工程施工中被用於鋼管焊接中的工業探傷,由於有放射性,平時儲存在鉛容器內。銫-137也是一種重金屬,與-235同屬於放射性物質中毒組。其少數套用於校正輻射測量儀器,有時套用在癌症治療方面,以及套用在工業方面,例如測量液體流動、物件厚度的單位。

銫137的半衰期較長,達30年,如果透過進食或呼吸攝入銫137,或受到沉降在地面上的銫137照射,都會對身體有較持久的影響。

性質

銫-137的活性很強,在空氣中猛烈燃燒且會噴濺,產生濃密的鹼性煙霧;遇純氧爆炸,生成橙色的超氧化銫(CsO2);與水作用;生成氫氧化銫,放出氫氣。

銫-137和其他鹼金屬可形成低熔點合金。如含12%、47%、銫41%的合金,熔點為-78℃;含銣13%、銫87%的合金,熔點為-39℃;含鈉5.5%、銫94.5%的合金,熔點為-29℃。 

用途

工業方面

銫-137與伽馬射線光譜 銫-137與伽馬射線光譜
銫-137的主要工業用途是製造光電池、光電倍增管和電視攝象管以及用作真空管的吸氣劑。由鈉和 激活的碘化銫可製作工業和醫療用的X射線圖象放大板或螢光屏。用銫形成的人工銫 離子云,可以進行電磁波的傳播和反射。

銫-137也用於監測工業產品的重量、厚度和密度,以及探測焊接點和金屬管道的裂縫。

醫療方面

銫-137是一種常用的伽馬輻射源。輻射源是用於校對醫治癌症的放射治療設備,也可以用於校對用來監測放射治療人員及病人所接受的輻射水平的輻射監測儀器。這些醫療設備和儀器需要定期校對,以確保它們的準確性。

食品安全方面

銫137還可以用來殺死食物內的細菌和微生物,從而增加食物儲存的時間,這方法有抑制發霉和保持新鮮的效果,經輻射處理的食物不會帶放射性或殘留有毒物質。

提取

從銫榴石中提取銫化合物的傳統方法為鹽酸法。 

經過揀選或浮選的銫榴石的精礦(含Cs2O20~30%)磨細後,以濃鹽酸攪拌浸出,精礦中的銫轉化成氯化銫,以水稀釋,並加入三氯化銻鹽酸溶液,析出氯化銻銫復鹽(3CsCl·2SbCl3)。由於銻銫復鹽在鹽酸溶液中的溶解度比銣、鉀復鹽小,、鉀大部分留在母液中而與銫分離。銻銫復鹽加入10倍重量的水,煮沸,水解生成白色的鹼式氯化銻沉澱,反應式為:3CsCl·2SbCl3+2H2O─→3CsCl+2SbOCl↓+4HCl 

氯化銫重新進入溶液,溶液中通入H2S氣體,除去殘餘的銻及其他重金屬。將精製液煮沸,蒸發濃縮,冷卻結晶,經乾燥得到氯化銫。 

安全防護

銫-137在空氣中猛烈燃燒且會噴濺,產生濃密的鹼性煙霧,傷害眼睛、呼吸系統和皮膚。因此在生產、貯存及運輸時必須嚴格防止金屬銫同空氣或水接觸。金屬銫轉移時,一般在熔融狀態(65℃)進行。常用的方法有針筒抽吸,虹吸,惰性氣體中傾注、壓送,或真空抽吸等。

工作後應採用專用核清洗液進行全身清洗,對重點污染部位清洗3次以上。如果沒有專用清洗液,也可以採用肥皂和水進行清洗,注意不要擦傷皮膚。如果身體有創傷,採用乾擦洗後進行檢測。服裝和覆蓋面去污應採用專業洗消設備進行。 

銫-137的衰變說明圖銫-137的衰變說明圖
危險限值 
C-級 (低度危險):1-2000 uCi 
B-級 (中度危險):>2-100mCi 
A-級(高風險):>100 mCi 

年攝入量極限
食入:所有化合物 1×10 Bq 
吸入:所有化合物 2×10 Bq 

放射性對健康的影響

銫137對人體的影響取決於其輻射強度、暴露時間和受影響的人體細胞種類等。如果涉及的銫137是一個非常高輻射的放射源,可能會引起急性放射病症例如:噁心,疲倦,嘔吐及毛髮脫落等,如果受到約1希沃特輻射劑量的直接照射,甚至可以引致死亡。銫137進入人體會積聚在肌肉組織中,並有可能增加患癌症的風險。

相關事件

1986年4月26日,烏克蘭蘇維埃共和國發生車諾比核電站事故,包括銫137在內的大量放射性物質泄漏,成為核電時代以來最大的事故。導致事故後前3個月內有31人死亡,之後15年內有6-8萬人死亡,13.4萬人遭受各種程度的輻射疾病折磨,方圓30公里地區的11.5萬多民眾被迫疏散。 

2011年3月11日, 日本福島核災事件發生。2011年7月,11頭牛的肉品從福島縣運至東京後,被檢測出1,530到3,200貝克/公斤的銫-137,嚴重超出日本規定的容許值500貝克。

2012年8月1日,香港食物安全中心檢出日本進口燕麥片含微量輻射,每公斤含7貝可的銫-137,但沒有超出食品法典委員會每公斤1000貝可(放射性活度)的指引限值。

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