Diablo Canyon 核电站：维基教科书/化学/铯-137

Cs-137 衰变方案

铯-137 (Cs-137) 是一种铯的放射性同位素，它是由核裂变形成的裂变产物。

它的半衰期约为 30.17 年，通过β衰变衰变成钡-137 的亚稳态核异构体：钡-137m（^137mBa，Ba-137m）。（大约 95% 的核衰变导致了这种异构体。另外 5.0% 直接填充了基态，基态是稳定的。）Ba-137m 的半衰期约为 153 秒，它负责所有伽马射线的发射。一克铯-137 的活度为 3.215 太贝克勒尔 (TBq)。

Ba-137m 的光子能量为 662 keV。这些光子可用于食品辐照和癌症放射治疗。铯-137 并不广泛用于工业射线照相，因为它具有很强的化学活性，因此难以处理。此外，铯盐在水中非常易溶，这使得铯的安全的处理变得复杂。钴-60 优选用于射线照相，因为它是一种化学性质相当不活泼的金属，可提供更高能量的伽马射线光子。铯-137 可用于一些湿度和密度计、流量计以及相关传感器中。

用途

铯-137 有少量实际用途。少量的铯-137 用于校准辐射探测设备。它用作油田电缆密度测量的伽马发射器。它有时也用于癌症治疗，以及在工业上用于测量液体流量和材料厚度的仪表中。

环境中的放射性铯

美国内华达试验场核试验产生的铯-137 十大沉积量最高地点。试验爆炸“西蒙”和“哈里”均来自 1953 年的“上风”行动，而试验爆炸“乔治”和“豪”来自 1952 年的“翻滚-爆破”行动。

Cs-137 γ 光谱：660 keV γ 和 30 keV Ba K 线。

几乎所有核武器试验以及一些核事故，最显著的是切尔诺贝利灾难，都向环境中释放了少量的铯-134 和铯-137。截至 2005 年，铯-137 是切尔诺贝利核电站周围隔离区的主要辐射来源。铯-137 与铯-134、碘-131 和锶-90 一起，是反应堆爆炸中分布的同位素，构成了对健康的最大风险。

截至 2011 年 4 月，在日本福岛反应堆持续泄漏产生的羽流中也发现了铯-137。

切尔诺贝利灾难之后，德国铯-137 的平均污染程度为 2000 至 4000 Bq/m²。这相当于每平方公里 1 毫克的铯-137 污染，总计在整个德国沉积了大约 500 克。

如今存在的所有铯-137 都是独一无二的，因为它完全是人为的（人造的）。与大多数其他放射性同位素不同，铯-137 不是由其非放射性同位素产生的，而是由铀产生的。这意味着，直到现在，它在地球上已经存在了数十亿年。通过观察这种同位素发射的特征伽马射线，可以确定给定密封容器的内容物是制造于原子弹爆炸出现之前还是之后。研究人员已经使用这种方法来检查某些稀有葡萄酒的真实性，最著名的是所谓的“杰斐逊瓶”。

放射性铯的健康风险

铯-137 与水反应生成一种水溶性化合物（氢氧化铯），铯的生物行为与钾和铷相似。进入人体后，铯或多或少地均匀分布在全身，肌肉组织中的浓度较高，骨骼中的浓度较低。铯的生物半衰期相当短，约为 70 天。狗的实验表明，一次剂量为 3800 μCi/kg（140 MBq/kg，约 44 μg/kg）的铯-137 在三周内会致命。

摄入铯-137 的意外情况可以用普鲁士蓝进行治疗，普鲁士蓝会与铯-137 化学结合，然后加速其从体内排出。

对铯-137 伽马射线源的处理不当会导致这种放射性同位素的释放以及辐射损伤。也许最著名的案例是戈亚尼亚事故，在巴西戈亚尼亚市，一家废弃诊所的辐射治疗系统被不当处理，后来从垃圾场被盗，发光的铯盐被卖给了好奇的、没有受过教育的买家。这导致多人因辐射暴露而死亡和重伤。

被封装在金属外壳中的铯伽马射线源可能会与报废金属混合，最终被送往熔炼厂，导致生产出受放射性污染的钢材。

一个著名的例子是 1998 年的 Acerinox 事故，当时西班牙回收公司 Acerinox 不小心熔化了一批来自伽马射线发生器的放射性铯-137。

2009 年，中国一家水泥公司（陕西省）正在拆除一座老旧的、未使用的水泥厂，但没有遵守处理放射性物质的标准。这导致来自测量仪器的一些铯-137 随着八卡车报废金属被送往钢铁厂熔化。因此，放射性铯被熔化到钢材中。

外部链接

• CDC 辐射紧急事件 - 放射性同位素简报：Cs-137
• NLM 有害物质数据库 - 铯，放射性
• 西奥多·利奥利奥斯撰写的铯-137 脏弹