세슘 동위 원소

세슘은 원자량 112~151 사이에 총 40개의 동위 원소가 알려져 있으며, 안정 동위 원소는 ¹³³Cs 한 가지 뿐이다. 가장 안정한 방사성 동위 원소는 약 230만 년의 반감기를 갖는 ¹³⁵Cs, 30.1671년의 반감기를 갖는 ¹³⁷Cs, 2.0652년의 반감기를 갖는 ¹³⁴Cs 등이다. 이외의 동위 원소들은 모두 반감기가 14일 미만이며, 대부분은 1시간 미만이다.

세슘의 표준 원자량은 132.9054519(2) u이다.

세슘-133

¹³³Cs은 세슘 동위 원소 중 유일하게 안정한 천연 동위 원소이다. 원자로에서 방사성 붕괴의 산물로 생성되기도 한다. ¹³³Cs 원자핵은 1초에 9,192,631,770번 진동하는데, 이를 이용하여 국제원자시의 1초를 정의한다.

세슘-137

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¹³⁷Cs은 30.17년의 반감기를 갖는 동위 원소로, ⁹⁰Sr과 함께 사용후 핵연료에서 다량 생성된다. 자연계에서는 우라늄과 토륨의 자발 핵분열의 생성물로 극미량이 형성되었다가 사라졌다를 반복하고 있다.

¹³⁷Cs은 베타 붕괴하여 ^137mBa으로 붕괴하였다가 다시 안정 동위 원소인 ¹³⁷Ba로 붕괴하는데, 이 과정에서 강력한 감마선을 방출한다.

흔히 원전이 폭발할 때 나오는 세슘 동위원소이다.

⁹⁰Sr과 함께 나온다.

표

핵종 기호	Z(p)	N(n)	동위 원소 질량 (u)	반감기	붕괴 방식	붕괴 생성물	핵 스핀	자연적 동위 원소 구성비 (몰 분율)	자연적 구성비 변동 범위 (몰 분율)
	들뜬 에너지
112Cs	55	57	111.95030(33)#	500(100) µs	p	111Xe	1+#
					α	108I
113Cs	55	58	112.94449(11)	16.7(7) µs	p (99.97%)	112Xe	5/2+#
					β+ (0.03%)	113Xe
114Cs	55	59	113.94145(33)#	0.57(2) s	β+ (91.09%)	114Xe	(1+)
					β+, p (8.69%)	113I
					β+, α (0.19%)	110Te
					α (0.018%)	110I
115Cs	55	60	114.93591(32)#	1.4(8) s	β+ (99.93%)	115Xe	9/2+#
					β+, p (0.07%)	114I
116Cs	55	61	115.93337(11)#	0.70(4) s	β+ (99.67%)	116Xe	(1+)
					β+, p (0.279%)	115I
					β+, α (0.049%)	112Te
116mCs	100(60)# keV			3.85(13) s	β+ (99.48%)	116Xe	4+,5,6
					β+, p (0.51%)	115I
					β+, α (0.008%)	112Te
117Cs	55	62	116.92867(7)	8.4(6) s	β+	117Xe	(9/2+)#
117mCs	150(80)# keV			6.5(4) s	β+	117Xe	3/2+#
118Cs	55	63	117.926559(14)	14(2) s	β+ (99.95%)	118Xe	2
					β+, p (0.042%)	117I
					β+, α (0.0024%)	114Te
118mCs	100(60)# keV			17(3) s	β+ (99.95%)	118Xe	(7-)
					β+, p (0.042%)	117I
					β+, α (0.0024%)	114Te
119Cs	55	64	118.922377(15)	43.0(2) s	β+	119Xe	9/2+
					β+, α (2×10−6%)	115Te
119mCs	50(30)# keV			30.4(1) s	β+	119Xe	3/2(+)
120Cs	55	65	119.920677(11)	61.2(18) s	β+	120Xe	2(-#)
					β+, α (2×10−5%)	116Te
					β+, p (7×10−6%)	118I
120mCs	100(60)# keV			57(6) s	β+	120Xe	(7-)
					β+, α (2×10−5%)	116Te
					β+, p (7×10−6%)	118I
121Cs	55	66	120.917229(15)	155(4) s	β+	121Xe	3/2(+)
121mCs	68.5(3) keV			122(3) s	β+ (83%)	121Xe	9/2(+)
					IT (17%)	121Cs
122Cs	55	67	121.91611(3)	21.18(19) s	β+	122Xe	1+
					β+, α (2×10−7%)	118Te
122m1Cs	45.8 keV			>1 µs			(3)+
122m2Cs	140(30) keV			3.70(11) min	β+	122Xe	8-
122m3Cs	127.0(5) keV			360(20) ms			(5)-
123Cs	55	68	122.912996(13)	5.88(3) min	β+	123Xe	1/2+
123m1Cs	156.27(5) keV			1.64(12) s	IT	123Cs	(11/2)-
123m2Cs	231.63+X keV			114(5) ns			(9/2+)
124Cs	55	69	123.912258(9)	30.9(4) s	β+	124Xe	1+
124mCs	462.55(17) keV			6.3(2) s	IT	124Cs	(7)+
125Cs	55	70	124.909728(8)	46.7(1) min	β+	125Xe	1/2(+)
125mCs	266.6(11) keV			900(30) ms			(11/2-)
126Cs	55	71	125.909452(13)	1.64(2) min	β+	126Xe	1+
126m1Cs	273.0(7) keV			>1 µs
126m2Cs	596.1(11) keV			171(14) µs
127Cs	55	72	126.907418(6)	6.25(10) h	β+	127Xe	1/2+
127mCs	452.23(21) keV			55(3) µs			(11/2)-
128Cs	55	73	127.907749(6)	3.640(14) min	β+	128Xe	1+
129Cs	55	74	128.906064(5)	32.06(6) h	β+	129Xe	1/2+
130Cs	55	75	129.906709(9)	29.21(4) min	β+ (98.4%)	130Xe	1+
					β- (1.6%)	130Ba
130mCs	163.25(11) keV			3.46(6) min	IT (99.83%)	130Cs	5-
					β+ (0.16%)	130Xe
131Cs	55	76	130.905464(5)	9.689(16) d	ε	131Xe	5/2+
132Cs	55	77	131.9064343(20)	6.480(6) d	β+ (98.13%)	132Xe	2+
					β- (1.87%)	132Ba
133Cs	55	78	132.905451933(24)	안정			7/2+	1.0000
134Cs	55	79	133.906718475(28)	2.0652(4) a	β-	134Ba	4+
					ε (3×10−4%)	134Xe
134mCs	138.7441(26) keV			2.912(2) h	IT	134Cs	8-
135Cs	55	80	134.9059770(11)	2.3 x106 a	β-	135Ba	7/2+
135mCs	1632.9(15) keV			53(2) min	IT	135Cs	19/2-
136Cs	55	81	135.9073116(20)	13.16(3) d	β-	136Ba	5+
136mCs	518(5) keV			19(2) s	β-	136Ba	8-
					IT	136Cs
137Cs	55	82	136.9070895(5)	30.1671(13) a	β- (95%)	137mBa	7/2+
					β- (5%)	137Ba
138Cs	55	83	137.911017(10)	33.41(18) min	β-	138Ba	3-
138mCs	79.9(3) keV			2.91(8) min	IT (81%)	138Cs	6-
					β- (19%)	138Ba
139Cs	55	84	138.913364(3)	9.27(5) min	β-	139Ba	7/2+
140Cs	55	85	139.917282(9)	63.7(3) s	β-	140Ba	1-
141Cs	55	86	140.920046(11)	24.84(16) s	β- (99.96%)	141Ba	7/2+
					β-, n (0.0349%)	140Ba
142Cs	55	87	141.924299(11)	1.689(11) s	β- (99.9%)	142Ba	0-
					β-, n (0.091%)	141Ba
143Cs	55	88	142.927352(25)	1.791(7) s	β- (98.38%)	143Ba	3/2+
					β-, n (1.62%)	142Ba
144Cs	55	89	143.932077(28)	994(4) ms	β- (96.8%)	144Ba	1(-#)
					β-, n (3.2%)	143Ba
144mCs	300(200)# keV			<1 s	β-	144Ba	(>3)
					IT	144Cs
145Cs	55	90	144.935526(12)	582(6) ms	β- (85.7%)	145Ba	3/2+
					β-, n (14.3%)	144Ba
146Cs	55	91	145.94029(8)	0.321(2) s	β- (85.8%)	146Ba	1-
					β-, n (14.2%)	145Ba
147Cs	55	92	146.94416(6)	0.235(3) s	β- (71.5%)	147Ba	(3/2+)
					β-, n (28.49%)	147Ba
148Cs	55	93	147.94922(62)	146(6) ms	β- (74.9%)	148Ba
					β-, n (25.1%)	147Ba
149Cs	55	94	148.95293(21)#	150# ms [>50 ms]	β-	149Ba	3/2+#
					β-, n	148Ba
150Cs	55	95	149.95817(32)#	100# ms [>50 ms]	β-	150Ba
					β-, n	149Ba
151Cs	55	96	150.96219(54)#	60# ms [>50 ms]	β-	151Ba	3/2+#
					β-, n	150Ba

각주

내용주