セシウム (Cs) は、少なくとも41種類の同位体を持つ。原子量は112から152に分布する。
133Cs は唯一天然に生成し、また唯一の安定同位体である。ウランの核分裂生成物のひとつで、133Xe のベータ崩壊でも生成される。
134Cs は半減期が2年で、133Csの中性子捕獲によって作られる。
135Cs は半減期が230万年で、7つある長寿命核分裂生成物の1つである。多くの原子炉では、前駆体の135Xeが極めて強い核毒物であるため生成が抑えられるか、または135Csに崩壊する前に安定な136Xeに変換される。
137Csは半減期が30.17年で、90Srとともに2つの主要な中寿命核分裂生成物
核分裂により生成するほぼ全てのセシウムは、より中性子の多い原子から、ヨウ素の同位体かキセノンの同位体を経由して、ベータ崩壊により生成される。これらの元素は揮発性で核燃料中や大気中に分散するので、セシウムはしばしば遠く離れた場所でも観測される。
核実験が始まった1945年初頭から、セシウムの同位体は大気中に放出され、液体に溶けたり、放射性降下物として湖底や地層に積もったりするようになった。この地層中に堆積したセシウムなどを検出し堆積速度の[1]計算に用いられることがある。
標準原子量は132.9054519(2) uである。 放射性 Cs をリンモリブデン酸アンモニウムに吸着させイオン交換樹脂法により分離精製する。その後、ヘキサクロロ白金酸セシウム 核種
分析方法
一覧
Z(p)N(n)
原子量 (u)半減期崩壊モード
[3][n 1]娘核種
[n 2]スピン天然存在比
(モル分率)天然存在比の
自然変動範囲
励起エネルギー
112Cs5557111.95030(33)#500(100) μsp111Xe1+#
α108I
113Cs5558112.94449(11)16.7(7) μsp (99.97%)112Xe5/2+#
β+ (.03%)113Xe
114Cs5559113.94145(33)#0.57(2) sβ+ (91.09%)114Xe(1+)
β+, p (8.69%)113I
β+, α (.19%)110Te
α (.018%)110I
115Cs5560114.93591(32)#1.4(8) sβ+ (99.93%)115Xe9/2+#
β+, p (.07%)114I
116Cs5561115.93337(11)#0.70(4) sβ+ (99.67%)116Xe(1+)
β+, p (.279%)115I
β+, α (.049%)112Te
116mCs100(60)# keV3.85(13) sβ+ (99.48%)116Xe4+,5,6
β+, p (.51%)115I
β+, α (.008%)112Te
117Cs5562116.92867(7)8.4(6) sβ+117Xe(9/2+)#
117mCs150(80)# keV6.5(4) sβ+117Xe3/2+#
118Cs5563117.926559(14)14(2) sβ+ (99.95%)118Xe2
β+, p (.042%)117I
β+, α (.0024%)114Te
118mCs100(60)# keV17(3) sβ+ (99.95%)118Xe(7-)
β+, p (.042%)117I
β+, α (.0024%)114Te
119Cs5564118.922377(15)43.0(2) sβ+119Xe9/2+
β+, α (2×10-6%)115Te
119mCs50(30)# keV30.4(1) sβ+119Xe3/2(+)
120Cs5565119.920677(11)61.2(18) sβ+120Xe2(-#)
β+, α (2×10-5%)116Te
β+, p (7×10-6%)118I
120mCs100(60)# keV57(6) sβ+120Xe(7-)
β+, α (2×10-5%)116Te
β+, p (7×10-6%)118I
121Cs5566120.917229(15)155(4) sβ+121Xe3/2(+)
121mCs68.5(3) keV122(3) sβ+ (83%)121Xe9/2(+)
IT (17%)121Cs
122Cs5567121.91611(3)21.18(19) sβ+122Xe1+
β+, α (2×10-7%)118Te
122m1Cs45.8 keV>1 μs(3)+
122m2Cs140(30) keV3.70(11) minβ+122Xe8-
122m3Cs127.0(5) keV360(20) ms(5)-
123Cs5568122.912996(13)5.88(3) minβ+123Xe1/2+
123m1Cs156.27(5) keV1.64(12) sIT123Cs(11/2)-
123m2Cs231.63+X keV114(5) ns(9/2+)
124Cs5569123.912258(9)30.9(4) sβ+124Xe1+
124mCs462.55(17) keV6.3(2) sIT124Cs(7)+
125Cs5570124.909728(8)46.7(1) minβ+125Xe1/2(+)
125mCs266.6(11) keV900(30) ms(11/2-)
126Cs5571125.909452(13)1.64(2) minβ+126Xe1+
126m1Cs273.0(7) keV>1 μs
126m2Cs596.1(11) keV171(14) μs
127Cs5572126.907418(6)6.25(10) hβ+127Xe1/2+
127mCs452.23(21) keV55(3) μs(11/2)-
128Cs5573127.907749(6)3.640(14) minβ+128Xe1+
129Cs5574128.906064(5)32.06(6) hβ+129Xe1/2+
130Cs5575129.906709(9)29.21(4) minβ+ (98.4%)130Xe1+
β- (1.6%)130Ba
130mCs163.25(11) keV3.46(6) minIT (99.83%)130Cs5-
β+ (.16%)130Xe
131Cs5576130.905464(5)9.689(16) dEC131Xe5/2+
132Cs5577131.9064343(20)6.480(6) dβ+ (98.13%)132Xe2+
β- (1.87%)132Ba
133Cs[n 3]5578132.905451933(24)Stable7/2+1.0000
134Cs[n 3]5579133.906718475(28)2.0652(4) yβ-134Ba4+
EC (3×10-4%)134Xe
134mCs138.7441(26) keV2.912(2) hIT134Cs8-
135Cs[n 3]5580134.9059770(11)1.33×106 y[4]β-135Ba7/2+
135mCs1632.9(15) keV53(2) minIT135Cs19/2-
136Cs5581135.9073116(20)13.16(3) dβ-136Ba5+
136mCs518(5) keV19(2) sβ-136Ba8-
IT136Cs
137Cs[n 3]5582136.9070895(5)30.1671(13) yβ- (95%)137mBa7/2+
β- (5%)137Ba
138Cs5583137.911017(10)33.41(18) minβ-138Ba3-
138mCs79.9(3) keV2.91(8) minIT (81%)138Cs6-
β- (19%)138Ba
139Cs5584138.913364(3)9.27(5) minβ-139Ba7/2+
140Cs5585139.917282(9)63.7(3) sβ-140Ba1-
141Cs5586140.920046(11)24.84(16) sβ- (99.96%)141Ba7/2+
β-, n (.0349%)140Ba
142Cs5587141.924299(11)1.689(11) sβ- (99.9%)142Ba0-
β-, n (.091%)141Ba
143Cs5588142.927352(25)1.791(7) sβ- (98.38%)143Ba3/2+
β-, n (1.62%)142Ba
144Cs5589143.932077(28)994(4) msβ- (96.8%)144Ba1(-#)
β-, n (3.2%)143Ba
144mCs300(200)# keV<1 sβ-144Ba(>3)
IT144Cs
145Cs5590144.935526(12)582(6) msβ- (85.7%)145Ba3/2+
β-, n (14.3%)144Ba
146Cs5591145.94029(8)0.321(2) sβ- (85.8%)146Ba1-
β-, n (14.2%)145Ba
147Cs5592146.94416(6)0.235(3) sβ- (71.5%)147Ba(3/2+)
β-, n (28.49%)147Ba
148Cs5593147.94922(62)146(6) msβ- (74.9%)148Ba
β-, n (25.1%)147Ba
149Cs5594148.95293(21)#150# ms [>50 ms]β-149Ba3/2+#
β-, n148Ba
150Cs5595149.95817(32)#100# ms [>50 ms]β-150Ba
β-, n149Ba
151Cs5596150.96219(54)#60# ms [>50 ms]β-151Ba3/2+#
β-, n150Ba
^ EC:電子捕獲 IT:核異性体転移
^ 太字は安定同位体、太字斜体は宇宙の年齢より長い半減期を持つ、ほぼ安定な同位体。
^ a b c d 核分裂生成物
脚注^ ⇒210Pb, 137Cs 法による長野県諏訪湖底質の堆積速度の見積り (PDF)
^ ⇒放射性セシウム分析法 (PDF)
^ ⇒http://www.nucleonica.net/unc.aspx
^ Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, Meng; Huang, W.J.; Naimi, S. (2017-03). “The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties”