Страница полузащищенная
Послушайте эту статью
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Цезий (по буквам ИЮПАК [6] ) ( также пишется как цезий на американском английском ) [примечание 1] представляет собой химический элемент с символом  Cs и атомным номером  55. Это мягкий серебристо-золотистый щелочной металл с температурой плавления 28,5 °. C (83,3 ° F), что делает его одним из пяти элементарных металлов, которые являются жидкими при комнатной температуре или около нее . [примечание 2] Цезий имеет физические и химические свойства, аналогичные свойствам рубидия и калия.. Самый реактивный из всех металлов, он пирофорен и реагирует с водой даже при -116 ° C (-177 ° F). Это наименее электроотрицательный элемент со значением 0,79 по шкале Полинга . В нем есть только один стабильный изотоп - цезий-133 . Цезий добывается в основном из поллуцита , а радиоизотопы , особенно цезий-137 , продукт деления , извлекаются из отходов ядерных реакторов .

Немецкий химик Роберт Бунзен и физик Густав Кирхгоф открыли цезий в 1860 году с помощью недавно разработанного метода спектроскопии пламени . Первые мелкомасштабные применения цезия были в качестве « геттера » в электронных лампах и фотоэлементах . В 1967 году, руководствуясь доказательством Эйнштейна, что скорость света является самым постоянным измерением во Вселенной, Международная система единиц использовала два конкретных волновых счета из спектра излучения цезия-133 для совместного определения секунды и метра.. С тех пор цезий широко используется в высокоточных атомных часах .

С 1990-х годов наибольшим применением этого элемента был формиат цезия для буровых растворов , но он имеет ряд применений в производстве электроэнергии, в электронике и химии. Радиоактивный изотоп цезия-137 имеет период полураспада около 30 лет и используется в медицине, промышленных приборах и гидрологии. Нерадиоактивные соединения цезия лишь умеренно токсичны , но склонность чистого металла к взрывной реакции с водой означает, что цезий считается опасным материалом, а радиоизотопы представляют значительную опасность для здоровья и окружающей среды.

Характеристики

Физические свойства

Цезий-133 особой чистоты хранится в аргоне .

Из всех элементов, которые являются твердыми при комнатной температуре, цезий является самым мягким: его твердость составляет 0,2 по шкале Мооса. Это очень пластичный бледный металл, который темнеет в присутствии незначительного количества кислорода . [11] [12] [13] В присутствии минерального масла (там, где его лучше всего хранить во время транспортировки), оно теряет свой металлический блеск и приобретает более тусклый серый вид. Он имеет температуру плавления 28,5 ° C (83,3 ° F), что делает его одним из немногих элементарных металлов, находящихся в жидком состоянии при температуре около комнатной . Ртуть - единственный стабильный элементарный металл с известной температурой плавления ниже, чем цезий. [примечание 3] [15]Кроме того, металл имеет довольно низкую температуру кипения , 641 ° C (1186 ° F), самую низкую из всех металлов, кроме ртути. [16] Его соединения горят синим [17] [18] или фиолетовым [18] цветом.

Кристаллы цезия (золотые) по сравнению с кристаллами рубидия (серебристые)

Цезий образует сплавы с другими щелочными металлами, золотом и ртутью ( амальгамы ). При температурах ниже 650 ° C (1202 ° F) он не сплавляется с кобальтом , железом , молибденом , никелем , платиной , танталом или вольфрамом . Он образует четко определенные интерметаллические соединения с сурьмой , галлием , индием и торием , которые обладают светочувствительностью . [11]Он смешивается со всеми другими щелочными металлами (кроме лития); сплав с молярным распределением 41% цезия, 47% калия и 12% натрия имеет самую низкую температуру плавления среди всех известных металлических сплавов при -78 ° C (-108 ° F). [15] [19] Было изучено несколько амальгам: CsHg
2
черный с пурпурным металлическим блеском , а CsHg золотистого цвета, также с металлическим блеском. [20]

Золотой цвет цезия происходит из-за уменьшения частоты света, необходимого для возбуждения электронов щелочных металлов по мере того, как группа передается по наследству. Для лития через рубидий эта частота находится в ультрафиолете, но для цезия она входит в сине-фиолетовый конец спектра; другими словами, плазмонная частота щелочных металлов становится ниже от лития к цезию. Таким образом, цезий предпочтительно пропускает и частично поглощает фиолетовый свет, в то время как другие цвета (имеющие более низкую частоту) отражаются; поэтому он кажется желтоватым. [21]

Химические свойства

Воспроизвести медиа
Добавление небольшого количества цезия в холодную воду взрывоопасно.

Металлический цезий очень реакционноспособен и очень пирофорен . Он самовоспламеняется на воздухе, и реагирует с водой со взрывом даже при низких температурах, тем более , чем в других щелочных металлов ( первая группа из периодической таблицы ). [11] Он вступает в реакцию со льдом при температурах до –116 ° C (–177 ° F). [15] Из-за этой высокой реакционной способности металлический цезий классифицируется как опасный материал . Он хранится и отправляется в сухих насыщенных углеводородах, таких как минеральное масло . С ним можно работать только в среде инертного газа , например аргона . Однако взрыв цезий-вода часто бывает менее мощным, чем натриевый.-водяной взрыв с таким же количеством натрия. Это связано с тем, что цезий мгновенно взрывается при контакте с водой, оставляя мало времени для накопления водорода. [22] Цезий можно хранить в запаянных под вакуумом ампулах из боросиликатного стекла . В количествах более 100 граммов (3,5 унции) цезий поставляется в герметично закрытых контейнерах из нержавеющей стали. [11]

По химическому составу цезий аналогичен химическому составу других щелочных металлов, в частности рубидия , элемента выше цезия в периодической таблице. [23] Как и ожидалось, для щелочного металла единственная обычная степень окисления +1. [примечание 4] Некоторые небольшие различия возникают из-за того, что он имеет более высокую атомную массу и является более электроположительным, чем другие (нерадиоактивные) щелочные металлы. [25] Цезий - самый электроположительный химический элемент. [примечание 5] [15] Ионы цезия также крупнее и менее «твердые», чем у более легких щелочных металлов .

Соединения

Шаровая модель кубической координации Cs и Cl в CsCl

Большинство соединений цезия содержат элемент в виде катиона Cs+
, который ионно связывается с широким спектром анионов . Заслуживающим внимания исключением является анион цезида ( Cs-
), [3] и другие являются несколькими субоксидами (см. Раздел об оксидах ниже).

Соли Cs + обычно бесцветны, если сам анион не окрашен. Многие из простых солей гигроскопичны , но в меньшей степени, чем соответствующие соли более легких щелочных металлов. Фосфат , [27] ацетат , карбонат , галогениды , оксид , нитрат и сульфат соли являются водорастворимыми. Двойные соли часто менее растворимы, а низкая растворимость сульфата цезия-алюминия используется при очистке Cs из руд. Двойная соль с сурьмой (например, CsSbCl
4
), висмут , кадмий , медь , железо и свинец также плохо растворимы . [11]

Гидроксид цезия (CsOH) гигроскопичен и сильно щелочен . [23] Он быстро травит поверхность полупроводников, таких как кремний . [28] CsOH ранее рассматривался химиками как «самое сильное основание», что отражает относительно слабое притяжение между большим ионом Cs + и OH - ; [17] это действительно самое сильное основание Аррениуса , но ряд соединений, которые не растворяются в воде, такие как н- бутиллитий и амид натрия , [23] являются более основными.

Стехиометрическая смесь цезия и золота будет реагировать с образованием желтого аурида цезия (Cs + Au - ) при нагревании. Аурид-анион здесь ведет себя как псевдогалоген . Соединение бурно реагирует с водой, давая гидроксид цезия , металлическое золото и газообразный водород; в жидком аммиаке он может реагировать с цезий-специфической ионообменной смолой с образованием аурида тетраметиламмония. Аналогично платины соединение, красный цезия platinide (Cs 2 Pt), содержит ион platinide , что ведет себя как псевдо халькогена . [29]

Комплексы

Как и все катионы металлов, Cs + образует комплексы с основаниями Льюиса в растворе. Из-за своего большого размера Cs + обычно имеет координационные числа больше 6, число, типичное для катионов щелочных металлов меньшего размера. Это различие проявляется в 8-координации CsCl. Это высокое координационное число и мягкость (склонность к образованию ковалентных связей) являются свойствами, используемыми для отделения Cs + от других катионов при восстановлении ядерных отходов, где 137 Cs + должен быть отделен от больших количеств нерадиоактивного K + . [30]

Галогениды

Проволоки из одноатомного галогенида цезия, выращенные внутри двойных углеродных нанотрубок ( изображение ПЭМ ). [31]

Фторид цезия (CsF) представляет собой гигроскопичное твердое вещество белого цвета, которое широко используется в химии фторорганических соединений в качестве источника фторид- анионов. [32] Фторид цезия имеет структуру галита, что означает, что Cs + и F - упаковываются в кубический массив плотнейшей упаковки, как и Na + и Cl - в хлориде натрия . [23] Примечательно, что цезий и фтор имеют самую низкую и самую высокую электроотрицательность , соответственно, среди всех известных элементов.

Хлорид цезия (CsCl) кристаллизуется в простой кубической кристаллической системе . Этот структурный мотив, также называемый «структурой хлорида цезия» [25], состоит из примитивной кубической решетки с двухатомной основой, каждая из которых имеет восьмикратную координацию ; атомы хлора лежат в узлах решетки на краях куба, а атомы цезия - в отверстиях в центре куба. Эта структура является общей с CsBr и CsI , а также со многими другими соединениями, не содержащими Cs. Напротив, большинство других щелочных галогенидов имеют структуру хлорида натрия (NaCl). [25] Структура CsCl предпочтительна, потому что Cs +имеет ионный радиус 174  пм и Cl-
181 вечера. [33]

Оксиды

CS
11
О
3
кластер

В большей степени, чем другие щелочные металлы, цезий образует многочисленные бинарные соединения с кислородом . Когда цезий горит на воздухе, супероксид CsO
2
это основной продукт. [34] «Нормальный» оксид цезия ( Cs
2
O
) образует желто-оранжевые гексагональные кристаллы [35] и является единственным оксидом анти- CdCl2тип. [36] Он испаряется при 250 ° C (482 ° F) и разлагается на металлический цезий и пероксид Cs.
2
О
2
при температуре выше 400 ° C (752 ° F). Помимо супероксида и озонида CsO
3
, [37] [38] также были изучены несколько ярко окрашенных субоксидов . [39] К ним относятся Cs
7
O
, Cs
4
O
, Cs
11
О
3
, Cs
3
O
(темно-зеленый [40] ), CsO, Cs
3
О
2
, [41], а также Cs
7
О
2
. [42] [43] Последний может нагреваться в вакууме для образования Cs.
2
O
. [36] Также существуют бинарные соединения с серой , селеном и теллуром . [11]

Изотопы

Цезий имеет 39 известных изотопов , массовое число (то есть число нуклонов в ядре) варьируется от 112 до 151. Некоторые из них синтезируются из более легких элементов в процессе медленного захвата нейтронов ( S-процесс ) внутри старых звезд [44] и по R-процесса в сверхновых взрывов. [45] Единственный стабильный изотоп цезия - 133 Cs с 78 нейтронами . Хотя у него большой ядерный спин (7/2+), исследования ядерного магнитного резонанса могут использовать этот изотоп на резонансной частоте 11,7  МГц . [46]

Распад цезия-137

Радиоактивный 135 Cs имеет очень длительный период полураспада около 2,3 миллиона лет, это самый длинный из всех радиоактивных изотопов цезия. 137 Cs и 134 Cs имеют период полураспада 30 и два года соответственно. 137 Cs разлагается до короткоживущего 137m Ba в результате бета-распада , а затем до нерадиоактивного бария, а 134 Cs превращается непосредственно в 134 Ba. Изотопы с массовыми числами 129, 131, 132 и 136 имеют период полураспада от дня до двух недель, в то время как большинство других изотопов имеют период полураспада от нескольких секунд до долей секунды. Не менее 21 метастабильных ядерных изомеровсуществовать. За исключением 134m Cs (с периодом полураспада чуть менее 3 часов), все они очень нестабильны и распадаются с периодом полураспада несколько минут или меньше. [47] [48]

Изотопа 135 Cs является одним из долгоживущих продуктов деления из урана , производимых в ядерных реакторах . [49] Однако этот выход продуктов деления снижается в большинстве реакторов, потому что предшественник, 135 Xe , является мощным нейтронным ядом и часто превращается в стабильный 136 Xe, прежде чем он сможет распасться до 135 Cs. [50] [51]

Бета - распад от 137 Cs в 137m Ba является сильным излучение гамма - излучения . [52] 137 Cs и 90 Sr являются основными среднего жили продукты ядерного деления , а также простые источники радиоактивности от отработавшего ядерного топлива после нескольких лет охлаждения, продолжительностью в несколько сотен лет. [53] Эти два изотопа являются крупнейшим источником остаточной радиоактивности в районе Чернобыльской катастрофы . [54] Из-за низкой скорости захвата, удаление 137 Cs череззахват нейтронов невозможен, и единственное текущее решение - позволить ему распадаться с течением времени. [55]

Почти весь цезий, образующийся в результате ядерного деления, происходит в результате бета-распада изначально более богатых нейтронами продуктов деления, проходящих через различные изотопы йода и ксенона . [56] Поскольку йод и ксенон летучие и могут диффундировать через ядерное топливо или воздух, радиоактивный цезий часто образуется далеко от исходного места деления. [57] Во время испытаний ядерного оружия в 1950–1980-х годах 137 Cs был выброшен в атмосферу и вернулся на поверхность земли в качестве компонента радиоактивных осадков . Это готовый маркер движения почвы и наносов тех времен.[11]

Вхождение

Поллюцит, минерал цезий

Цезий - относительно редкий элемент, в земной коре его содержание в среднем составляет 3  части на миллион . [58] Это 45-й элемент по распространенности и 36-й среди металлов. Тем не менее его больше, чем таких элементов, как сурьма , кадмий , олово и вольфрам , и на два порядка больше, чем ртути и серебра ; он на 3,3% больше, чем рубидий , с которым он тесно связан химически. [11]

Из-за своего большого ионного радиуса цезий является одним из « несовместимых элементов ». [59] Во время кристаллизации магмы цезий концентрируется в жидкой фазе и кристаллизуется последним. Таким образом, крупнейшие месторождения цезия - это зональные пегматитовые рудные тела, образованные этим процессом обогащения. Поскольку цезий не так легко заменяет калий, как рубидий, щелочные минералы эвапорита сильвит (KCl) и карналлит ( KMgCl)
3
· 6H
2
O
) может содержать всего 0,002% цезия. Следовательно, цезий содержится в нескольких минералах. Процентное количество цезия может быть найдено в берилле ( Be
3
Al
2
(SiO
3
)
6
) и авогадрита ( (K, Cs) BF
4
), до 15 мас.% Cs 2 O в близкородственном минерале пеццоттаите ( Cs (Be
2
Ли) Аль
2
Si
6
О
18
), до 8,4 мас.% Cs 2 O в редком минерале лондоните ( (Cs, K) Al
4
Быть
4
(B, Be)
12
О
28
) и в меньшей степени в более распространенном родизите . [11] Единственной экономически важной рудой для цезия является поллуцит Cs (AlSi
2
О
6
)
, который встречается в нескольких местах по всему миру в зональных пегматитах, связанных с более коммерчески важными минералами лития , лепидолитом и петалитом . В пегматитах крупный размер зерна и сильное разделение минералов приводят к получению руды с высоким содержанием для добычи. [60]

Самым значительным и богатым известным источником цезия в мире является шахта Танко на озере Берник в Манитобе , Канада, в которой, по оценкам, содержится 350 000  метрических тонн поллуцитовой руды, что составляет более двух третей мировых запасов. [60] [61] Хотя стехиометрическое содержание цезия в поллуците составляет 42,6%, чистые образцы поллуцита из этого месторождения содержат только около 34% цезия, в то время как среднее содержание составляет 24 мас.%. [61] Промышленный поллуцит содержит более 19% цезия. [62] Bikita пегматитового депозита в Зимбабведобывается для его петалита, но он также содержит значительное количество поллуцита. Еще один заметный источник поллуцита находится в пустыне Карибиб , Намибия . [61] При нынешних темпах добычи в мире от 5 до 10 метрических тонн в год запасов хватит на тысячи лет. [11]

Производство

Добыча и переработка поллуцитовой руды - это селективный процесс, который ведется в меньших масштабах, чем для большинства других металлов. Руда дробится, сортируется вручную, но обычно не концентрируется, а затем измельчается. Затем цезий извлекается из поллуцита в основном тремя способами: кислотным разложением, щелочным разложением и прямым восстановлением. [11] [63]

При кислотном сбраживании силикатный поллуцит растворяется с помощью сильных кислот, таких как соляная (HCl), серная ( H
2
ТАК
4
), бромистоводородной (HBr) или фтористоводородной (HF) кислот. С соляной кислотой образуется смесь растворимых хлоридов, а нерастворимые двойные хлоридные соли цезия осаждаются в виде хлорида цезия и сурьмы ( Cs
4
SbCl
7
), хлорид иода цезия ( Cs
2
ICl
) или гексахлорцерат цезия ( Cs
2
(CeCl
6
)
). После разделения чистая осажденная двойная соль разлагается, а чистый CsCl осаждается испарением воды.

Метод серной кислоты дает нерастворимую двойную соль непосредственно в виде квасцов цезия ( CsAl (SO
4
)
2
· 12H
2
О
). Компонент сульфата алюминия превращается в нерастворимый оксид алюминия путем обжига квасцов с углеродом , а полученный продукт выщелачивают водой с получением Cs
2
ТАК
4
решение. [11]

Обжарка поллуцита с карбонатом кальция и хлоридом кальция дает нерастворимые силикаты кальция и хлорид растворимого цезия. Выщелачивание водой или разбавленным аммиаком ( NH
4
OH
) дает разбавленный раствор хлорида (CsCl). Этот раствор можно упарить для получения хлорида цезия или превратить в квасцы цезия или карбонат цезия. Хотя это и нецелесообразно с коммерческой точки зрения, руда может быть восстановлена ​​напрямую калием, натрием или кальцием в вакууме, что позволяет получить металлический цезий напрямую. [11]

Большая часть добытого цезия (в виде солей) непосредственно превращается в формиат цезия (HCOO - Cs + ) для таких применений, как бурение нефтяных скважин . Чтобы обеспечить развивающийся рынок, Cabot Corporation в 1997 году построила завод по производству раствора формиата цезия на руднике Танко недалеко от озера Берник в Манитобе, производительностью 12 000 баррелей (1 900 м 3 ) в год. [64] Основными коммерческими соединениями цезия в меньшем масштабе являются хлорид и нитрат цезия . [65]

Альтернативно металлический цезий может быть получен из очищенных соединений, полученных из руды. Хлорид цезия и другие галогениды цезия могут быть восстановлены при температуре от 700 до 800 ° C (от 1292 до 1472 ° F) с помощью кальция или бария и металлического цезия, полученного дистилляцией. Таким же образом алюминат, карбонат или гидроксид могут быть восстановлены магнием . [11]

Металл также можно выделить электролизом плавленого цианида цезия (CsCN). Исключительно чистый и безгазовый цезий можно получить путем термического разложения азида цезия CsN при температуре 390 ° C (734 ° F).
3
, который может быть получен из водного сульфата цезия и азида бария. [63] В условиях вакуума дихромат цезия может реагировать с цирконием с образованием чистого металлического цезия без других газообразных продуктов. [65]

CS
2
Cr
2
О
7
+ 2 Zr → 2 Cs + 2 ZrO
2
+ Cr
2
О
3

Цена на цезий с чистотой 99,8% (металлическая основа) в 2009 году составляла около 10 долларов за грамм (280 долларов за унцию), но эти соединения значительно дешевле. [61]

История

Густав Кирхгоф (слева) и Роберт Бунзен (в центре) открыли цезий с помощью своего недавно изобретенного спектроскопа.

В 1860 году Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф обнаружили цезий в минеральной воде из Дюркхайма , Германия. Из-за ярко-синих линий в спектре излучения они получили свое название от латинского слова caesius , что означает небесно-голубой. [примечание 6] [66] [67] [68] Цезий был первым элементом, обнаруженным с помощью спектроскопа , изобретенного Бунзеном и Кирхгофом всего за год до этого. [15]

Чтобы получить чистый образец цезия, 44 000 литров (9 700 имп галлонов; 12 000 галлонов США) необходимо было выпарить, чтобы получить 240 килограммов (530 фунтов) концентрированного солевого раствора. В щелочно - земельных металлов , осаждали либо в виде сульфатов или оксалатов , оставляя щелочного металла в растворе. После преобразования в нитраты и экстракции этанолом получали смесь, не содержащую натрия. Из этой смеси литий осаждали карбонатом аммония . Калий, рубидий и цезий образуют нерастворимые соли с платинохлористоводородной кислотой , но эти соли показывают небольшую разницу в растворимости в горячей воде, а менее растворимые гексахлороплатинаты цезия и рубидия ((Cs, Rb)2 PtCl 6 ) были получены фракционной кристаллизацией . После восстановления гексахлороплатината водородом цезий и рубидий были разделены по разнице в растворимости их карбонатов в спирте. В результате получено 9,2 грамма (0,32 унции) хлорида рубидия и 7,3 грамма (0,26 унции) хлорида цезия из первоначальных 44 000 литров минеральной воды. [67]

Из хлорида цезия двое ученых оценили атомный вес нового элемента в 123,35 (по сравнению с принятым в настоящее время 132,9). [67] Они пытались получить элементарный цезий электролизом расплавленного хлорида цезия, но вместо металла они получили синее гомогенное вещество, которое «ни под невооруженным глазом, ни под микроскопом не показало ни малейшего следа металлического вещества»; в результате они отнесли его к субхлориду ( Cs
2
Cl
). В действительности продукт, вероятно, представлял собой коллоидную смесь металла и хлорида цезия. [69] Электролиз водного раствора хлорида с ртутным катодом дает цезиевую амальгаму, которая легко разлагается в водных условиях. [67] Чистый металл в конечном итоге был выделен немецким химиком Карлом Сеттербергом во время работы над докторской степенью вместе с Кекуле и Бунзеном. [68] В 1882 году он произвел металлический цезий путем электролиза цианида цезия , избегая проблем с хлоридом. [70]

Исторически наиболее важным применением цезия были исследования и разработки, прежде всего в химической и электрической областях. Очень мало применений цезия существовало до 1920-х годов, когда он вошел в использование в электронных лампах , где он выполнял две функции; в качестве газопоглотителя он удалял избыток кислорода после производства, а в качестве покрытия на нагретом катоде он увеличивал электрическую проводимость . Цезий не считался промышленным металлом с высокими характеристиками до 1950-х годов. [71] Применения нерадиоактивного цезия включают фотоэлектрические элементы , фотоэлектронные умножители , оптические компоненты инфракрасных спектрофотометров., катализаторы нескольких органических реакций, кристаллы для сцинтилляционных счетчиков и в магнитогидродинамических генераторах энергии . [11] Цезий также использовался и до сих пор используется в качестве источника положительных ионов во вторичной ионной масс-спектрометрии (SIMS).

С 1967 года Международная система измерений основывает первую единицу времени, вторую, на свойствах цезия. Международная система единиц (СИ) определяет вторую , как продолжительность 9192631770 циклов в микроволновой частоте от спектральной линии , соответствующего переход между двумя сверхтонкими энергетическими уровнями в основном состоянии из цезия-133 . [72] 13-я Генеральная конференция по мерам и весам. 1967 года определил секунду как: «продолжительность 9 192 631 770 циклов микроволнового света, поглощаемого или испускаемого сверхтонким переходом атомов цезия-133 в их основном состоянии, не нарушенном внешними полями».

Приложения

Разведка нефти

В настоящее время наибольшее количество нерадиоактивного цезия используется в буровых растворах на основе формиата цезия для нефтедобывающей промышленности . [11] Водные растворы формиата цезия (HCOO - Cs + ), полученные в результате реакции гидроксида цезия с муравьиной кислотой, были разработаны в середине 1990-х годов для использования в качестве жидкостей для бурения нефтяных скважин и заканчивания скважин . Буровой раствор предназначен для смазки буровых долот, вывода выбуренной породы на поверхность и поддержания давления на пласт во время бурения скважины. Жидкости для заканчивания способствуют установке контрольного оборудования после бурения, но до начала добычи, поддерживая давление. [11]

Высокая плотность рассола формиата цезия (до 2,3 г / см 3 , или 19,2 фунта на галлон) [73] в сочетании с относительно безвредной природой большинства соединений цезия снижает потребность в токсичных взвешенных твердых частицах высокой плотности в буровой раствор - значительное технологическое, инженерное и экологическое преимущество. В отличие от компонентов многих других тяжелых жидкостей, формиат цезия относительно безопасен для окружающей среды. [73] Солевой раствор формиата цезия может быть смешан с формиатами калия и натрия для уменьшения плотности жидкости до плотности воды (1,0 г / см 3 или 8,3 фунта на галлон). Кроме того, он поддается биологическому разложению и может быть переработан, что важно ввиду его высокой стоимости (около 4000 долларов за баррель).в 2001). [74] Формиаты щелочных металлов безопасны в обращении и не повреждают продуктивный пласт или забойные металлы в качестве коррозионной альтернативы, рассолы высокой плотности (такие как бромид цинка ZnBr
2
решения) иногда делают; они также требуют меньшего количества очистки и сокращают затраты на утилизацию. [11]

Атомные часы

Ансамбль атомных часов в Военно-морской обсерватории США
FOCS-1, атомные часы с холодным цезиевым фонтаном непрерывного действия в Швейцарии, начали работать в 2004 году с погрешностью в одну секунду из 30 миллионов лет.

Атомные часы на основе цезия используют в качестве ориентира электромагнитные переходы в сверхтонкой структуре атомов цезия-133. Первые точные цезиевые часы были построены Луи Эссеном в 1955 году в Национальной физической лаборатории Великобритании. [75] Цезиевые часы улучшились за последние полвека и считаются «наиболее точной реализацией единицы измерения, которую человечество когда-либо достигло». [72] Эти часы измеряют частоту с погрешностью от 2 до 3 частей из 10 14 , что соответствует точности 2  наносекунды.в сутки, или одну секунду за 1,4 миллиона лет. Последние версии более точны, чем 1 часть из 10 15 , то есть примерно 1 секунда за 20 миллионов лет. [11] стандарт цезия является основным стандартом для соответствующих стандартов измерений времени и частоты. [76] Цезиевые часы регулируют синхронизацию сетей сотовой связи и Интернета. [77]

Единицы СИ

Второй символ s - это единица времени в системе СИ. Он определяется путем принятия фиксированного численного значения частоты цезия Δ ν Cs , невозмущенной частоты сверхтонкого перехода в основное состояние атома цезия-133, равным9 192 631 770 при выражении в Гц , что равно с -1 .

Электроэнергетика и электроника

Термоэмиссионные генераторы паров цезия представляют собой маломощные устройства, преобразующие тепловую энергию в электрическую. В двухэлектродном преобразователе на вакуумных лампах цезий нейтрализует объемный заряд возле катода и усиливает ток. [78]

Цезий также важен своими фотоэмиссионными свойствами, преобразуя свет в поток электронов. Он используется в фотоэлементах, поскольку катоды на основе цезия, такие как интерметаллическое соединение K
2
CsSb
, имеют низкое пороговое напряжение для эмиссии электронов . [79] Диапазон фотоэмиссионных устройств, использующих цезий, включает устройства оптического распознавания символов , фотоэлектронные умножители и трубки видеокамер . [80] [81] Тем не менее, германий , рубидий, селен, кремний, теллур и некоторые другие элементы могут быть заменены цезием в светочувствительных материалах. [11]

Кристаллы иодида цезия (CsI), бромида (CsBr) и фторида цезия (CsF) используются в качестве сцинтилляторов в сцинтилляционных счетчиках, широко используемых при разведке полезных ископаемых и исследованиях физики частиц для обнаружения гамма- и рентгеновского излучения. Как тяжелый элемент, цезий обеспечивает хорошую останавливающую способность с лучшим обнаружением. Соединения цезия могут обеспечивать более быстрый отклик (CsF) и быть менее гигроскопичными (CsI).

Пары цезия используются во многих распространенных магнитометрах . [82]

Элемент используется в качестве внутреннего стандарта в спектрофотометрии . [83] Как и другие щелочные металлы , цезий имеет большое сродство к кислороду и используется в качестве « геттера » в электронных лампах . [84] Другие применения металла включают высокоэнергетические лазеры , лампы накаливания пара и выпрямители пара . [11]

Жидкости для центрифугирования

Высокая плотность иона цезия делает растворы хлорида цезия, сульфата цезия и трифторацетата цезия ( Cs (O
2
CCF
3
)
) полезен в молекулярной биологии для ультрацентрифугирования в градиенте плотности . [85] Эта технология используется в основном для выделения вирусных частиц , субклеточных органелл и фракций, а также нуклеиновых кислот из биологических образцов. [86]

Химическое и медицинское использование

Порошок хлорида цезия

Относительно небольшое количество химических применений используют цезий. [87] Допирование соединениями цезия повышает эффективность нескольких катализаторов на основе ионов металлов для химического синтеза, таких как акриловая кислота , антрахинон , оксид этилена , метанол , фталевый ангидрид , стирол , мономеры метилметакрилата и различные олефины . Он также используется в каталитической конверсии диоксида серы в триоксид серы в производстве серной кислоты . [11]

Фторид цезия широко используется в органической химии как основание [23] и как безводный источник фторид- иона. [88] Соли цезия иногда заменяют соли калия или натрия в органическом синтезе , таком как циклизация , этерификация и полимеризация . Цезий также использовался в термолюминесцентной дозиметрии излучения (TLD) : при воздействии излучения он приобретает дефекты кристаллов, которые при нагревании возвращаются в исходное состояние с испусканием света, пропорционального полученной дозе. Таким образом, измерение светового импульса с помощью фотоэлектронного умножителя может позволить количественно оценить накопленную дозу облучения.

Ядерные и изотопные приложения

Цезий-137 - радиоизотоп, обычно используемый в качестве гамма- излучателя в промышленности. Его преимущества включают в себя период полураспада примерно 30 лет, его доступность из ядерного топливного цикла и наличие 137 Ba в качестве стабильного конечного продукта. Высокая растворимость в воде является недостатком, из-за которого он несовместим с облучателями больших бассейнов для пищевых продуктов и медицинских принадлежностей. [89] Он использовался в сельском хозяйстве, лечении рака и стерилизации пищевых продуктов, осадка сточных вод и хирургического оборудования. [11] [90] Радиоактивные изотопы цезия в радиационных устройствахбыли использованы в области медицины для лечения определенных типов рака [91], но появление более эффективных альтернатив и использование водорастворимого хлорида цезия в источниках, который может вызвать широкомасштабное загрязнение, постепенно вытеснили некоторые из этих источников цезия. использования. [92] [93] Цезий-137 применялся в различных промышленных измерительных приборах, включая датчики влажности, плотности, нивелирования и толщины. [94] Он также использовался в каротажных устройствах для измерения электронной плотности горных пород, которая аналогична объемной плотности формаций. [95]

Цезий-137 использовался в гидрологических исследованиях, аналогичных исследованиям с тритием . В качестве дочернего продукта испытаний бомбы деления с 1950-х до середины 1980-х цезий-137 был выпущен в атмосферу, где он легко поглощался в раствор. Известные межгодовые колебания в течение этого периода позволяют коррелировать с слоями почвы и отложений. Цезий-134 и, в меньшей степени, цезий-135 также использовались в гидрологии для измерения выхода цезия в атомной энергетике. Хотя они менее распространены, чем цезий-133 или цезий-137, эти опорные изотопы производятся исключительно из антропогенных источников. [96]

Другое использование

Схема электростатического ионного двигателя малой тяги, разработанного для использования с цезиевым или ртутным топливом

Цезий и ртуть использовались в качестве топлива в первых ионных двигателях, разработанных для движения космических кораблей в очень длительных межпланетных или внепланетных миссиях. Ионизация топлива осуществлялась путем контакта с заряженным вольфрамовым электродом. Но коррозия цезием компонентов космического корабля подтолкнула разработку в направлении ракетного топлива с инертным газом, такого как ксенон , с которыми легче обращаться при наземных испытаниях и которые наносят меньший потенциальный ущерб космическому кораблю. [11] Ксенон использовался в экспериментальном космическом корабле Deep Space 1, запущенном в 1998 году. [97] [98] Тем не менее, автоэмиссионная электрическая тягабыли построены двигатели, которые ускоряют ионы жидких металлов, таких как цезий. [99]

Нитрат цезий используют в качестве окислителя и пиротехнического красителя для сжигания кремния в инфракрасных вспышек , [100] , такие как LUU-19 вспышки, [101] , поскольку он излучает большую часть своего света в ближней инфракрасной области спектра. [102] Цезий , возможно, были разработаны , чтобы уменьшить радиолокационную заметность в выхлопных шлейфов в Локхид А-12 CIA разведывательных самолетов. [103] Цезий и рубидий были добавлены в виде карбоната.к стеклу, поскольку они снижают электрическую проводимость и повышают стабильность и долговечность волоконной оптики и приборов ночного видения . Фторид цезия или фторид цезия-алюминия используются во флюсах, разработанных для пайки алюминиевых сплавов, содержащих магний . [11]

Магнитогидродинамические (МГД) системы, генерирующие энергию, были исследованы, но не получили широкого распространения. [104] Металлический цезий также считается рабочим телом в высокотемпературных турбогенераторах с циклом Ренкина . [105]

Соли цезия были оценены как противошоковые реагенты после приема препаратов мышьяка . Однако из-за их влияния на сердечный ритм они реже используются, чем соли калия или рубидия. Их также использовали для лечения эпилепсии . [11]

Цезий-133 может охлаждаться лазером и использоваться для исследования фундаментальных и технологических проблем квантовой физики . Он имеет особенно удобный спектр Фешбаха, позволяющий исследовать ультрахолодные атомы, требующие настраиваемых взаимодействий. [106]

Опасности для здоровья и безопасности

Доля общей дозы облучения (в воздухе), вносимая каждым изотопом, в зависимости от времени после чернобыльской катастрофы . Цезий-137 стал основным источником радиации примерно через 200 дней после аварии. [108]

Нерадиоактивные соединения цезия только умеренно токсичны, а нерадиоактивный цезий не представляет значительной опасности для окружающей среды. Поскольку биохимические процессы могут спутать и заменить цезий калием , избыток цезия может привести к гипокалиемии , аритмии и острой остановке сердца . [109] Но такие количества обычно не встречаются в природных источниках. [110]

Средняя летальная доза (ЛД 50 ) для хлорида цезия у мышей составляет 2,3 г на килограмм, что сравнимо с LD 50 значений хлорида калия и хлорида натрия . [111] В основном нерадиоактивный цезий используется в качестве формиата цезия в нефтяных буровых растворах, потому что он гораздо менее токсичен, чем альтернативы, хотя и дороже. [73]

Металлический цезий является одним из наиболее реактивных элементов и очень взрывоопасен в присутствии воды. Газообразный водород, образующийся в результате реакции, нагревается за счет одновременно выделяющейся тепловой энергии, вызывая возгорание и сильный взрыв. Это может происходить с другими щелочными металлами, но цезий настолько силен, что эту взрывную реакцию может вызвать даже холодная вода. [11]

Он очень пирофорен : температура самовоспламенения цезия составляет -116 ° C (-177 ° F), и он взрывоопасно воспламеняется на воздухе с образованием гидроксида цезия и различных оксидов. Гидроксид цезия является очень сильным основанием и быстро разъедает стекло. [16]

В изотопы 134 и 137, присутствуют в биосфере в небольших количествах из человеческой деятельности, отличающихся по местоположению. Радиоцезий накапливается в организме не так быстро, как другие продукты деления (например, радиоактивный йод и радиостронций). Около 10% поглощенного радиоактивного цезия относительно быстро вымывается из организма с потом и мочой. Остальные 90% имеют биологический период полураспада от 50 до 150 дней. [112] Радиоцезий следует за калием и имеет тенденцию накапливаться в тканях растений, включая фрукты и овощи. [113] [114] [115]Растения сильно различаются по усвоению цезия, иногда проявляя к нему большую устойчивость. Также хорошо известно, что грибы из загрязненных лесов накапливают радиоактивный цезий (цезий-137) в грибковых спорокарпиях . [116] Накопление цезия-137 в озерах стало серьезной проблемой после чернобыльской катастрофы . [117] [118] Эксперименты с собаками показали, что однократная доза 3,8 милликюри (140  МБк , 4,1 мкг цезия-137) на килограмм смертельна в течение трех недель; [119] меньшие количества могут вызвать бесплодие и рак. [120] Международное агентство по атомной энергиии другие источники предупреждали, что радиоактивные материалы, такие как цезий-137, могут быть использованы в устройствах для рассеивания радиации или « грязных бомбах ». [121]

Смотрите также

  • Авария в Гоянии , крупный инцидент с радиоактивным загрязнением цезием-137 в 1987 году.
  • Краматорская радиологическая авария , еще один инцидент с 137 Cs в период с 1980 по 1989 год.
  • Авария Acerinox, авария , связанная с загрязнением цезием-137 в 1998 году.

Примечания

  1. ^ Цезий - это написание, рекомендованное Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC). [7] Американское химическое общество (ACS) использовало орфографическую цезий с 1921 года [8] [9] следующий Новый международный словарь Вебстера . Элемент был назван в честь латинского слова caesius , что означает «голубовато-серый». [10] В средневековых и ранних произведениях нового времени цезий записывался с лигатурой æ как цезий ; следовательно, альтернативой, но теперь уже устаревшей орфографией, является cæsium. Более подробное объяснение правописания на сайте ae / oe vs e .
  2. ^ Наряду с рубидием 39 ° C (102 ° F), францием (расчетная температура 27 ° C [81 ° F]), ртутью (-39 ° C [-38 ° F]) и галлием (30 ° C [86 °F]).F]); бром также является жидким при комнатной температуре (плавится при -7,2 ° C [19,0 ° F]), но это галоген, а не металл. Предварительная работа с коперницием и флеровием позволяет предположить, что они являются газообразными металлами при комнатной температуре.
  3. ^ Радиоактивный элемент франций также может иметь более низкую температуру плавления, но его радиоактивность не позволяет выделить его достаточное количество для прямого тестирования. [14] Коперниций и флеровий также могут иметь более низкие температуры плавления.
  4. ^ Он отличается от этого значения, кроме того, они содержатанионCs - и, следовательно, имеют цезий в степени окисления -1. [3] Кроме того, расчеты Мао-шэн Мяо в 2013 году показывают, что в условиях экстремального давления (более 30  ГПа ) внутренние 5p-электроны могут образовывать химические связи, где цезий будет вести себя как седьмой 5p-элемент. Это открытие указывает на то, что высшие фториды цезия с цезием в степенях окисления от +2 до +6 могут существовать в таких условиях. [24]
  5. ^ Электроположительность Франция экспериментально не измерялась из-за его высокой радиоактивности. Измерения энергии первой ионизации франция позволяют предположить, что его релятивистские эффекты могут снизить его реакционную способность и повысить его электроотрицательность по сравнению с ожидаемыми от периодических тенденций . [26]
  6. ^ Бунзена цитирует Авл Геллий Noctes Atticae II, 26 по Публиям Нигидий Фигула : Nostris autem veteribus caesia dicts Эст Quae Graecis, ет Nigidus айт де колор Коэли квази coelia.

Рекомендации

  1. ^ Мейджа, Юрис; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 88 (3): 265–91. DOI : 10,1515 / пак-2015-0305 .
  2. ^ Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . п. 4.121. ISBN 1439855110.
  3. ^ a b c Краситель, JL (1979). «Соединения анионов щелочных металлов». Angewandte Chemie International Edition . 18 (8): 587–598. DOI : 10.1002 / anie.197905871 .
  4. ^ «Магнитная восприимчивость элементов и неорганических соединений». Справочник по химии и физике (PDF) (87-е изд.). CRC Press. ISBN  0-8493-0487-3. Проверено 26 сентября 2010 .
  5. ^ "Измерения периода полураспада радионуклидов NIST" . NIST . Проверено 13 марта 2011 .
  6. ^ "Периодическая таблица элементов ИЮПАК" . Международный союз чистой и прикладной химии .
  7. ^ Международный союз чистой и прикладной химии (2005). Номенклатура неорганической химии (Рекомендации IUPAC 2005 г.). Кембридж (Великобритания): RSC - IUPAC . ISBN 0-85404-438-8 . С. 248–49. Электронная версия. . 
  8. ^ Coghill, Энн М .; Гарсон, Лоррин Р., ред. (2006). Руководство по стилю ACS: Эффективная передача научной информации (3-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Американское химическое общество. п. 127 . ISBN 978-0-8412-3999-9.
  9. ^ Коплен, ТБ; Пейзер, HS (1998). «История рекомендуемых значений атомной массы с 1882 по 1997 год: сравнение различий от текущих значений с оценочными неопределенностями более ранних значений» (PDF) . Pure Appl. Chem . 70 (1): 237–257. DOI : 10,1351 / pac199870010237 .
  10. ^ Запись OED для "цезия" . Издание второе, 1989 г .; онлайн-версия, июнь 2012 г. Дата обращения 7 сентября 2012 г. Более ранняя версия впервые опубликована в New English Dictionary , 1888 г.
  11. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa Баттерман, Уильям К.; Брукс, Уильям Э .; Риз-младший, Роберт Г. (2004). «Профиль минерального сырья: цезий» (PDF) . Геологическая служба США. Архивировано из оригинального (PDF) 7 февраля 2007 года . Проверено 27 декабря 2009 .
  12. ^ Heiserman, Дэвид Л. (1992). Изучение химических элементов и их соединений . Макгроу-Хилл. стр.  201 -203. ISBN 978-0-8306-3015-8.
  13. Перейти ↑ Addison, CC (1984). Химия жидких щелочных металлов . Вайли. ISBN 978-0-471-90508-0. Проверено 28 сентября 2012 .
  14. ^ «Франций» . Periodic.lanl.gov . Проверено 23 февраля 2010 .
  15. ^ а б в г д Канер, Ричард (2003). "C&EN: It's Elemental: Периодическая таблица - цезий" . Американское химическое общество . Проверено 25 февраля 2010 .
  16. ^ a b «Химические данные - Цезий - Cs» . Королевское химическое общество . Проверено 27 сентября 2010 .
  17. ^ a b Линч, Чарльз Т. (1974). Справочник CRC по материаловедению . CRC Press. п. 13. ISBN 978-0-8493-2321-8.
  18. ^ Б Кларк, Джим (2005). «Испытания пламенем» . химгид . Проверено 29 января 2012 .
  19. ^ Таова, TM; и другие. (22 июня 2003 г.). «Плотность расплавов щелочных металлов и их тройных систем Na-K-Cs и Na-K-Rb» (PDF) . Пятнадцатый симпозиум по теплофизическим свойствам, Боулдер, Колорадо, США . Архивировано из оригинального (PDF) 9 октября 2006 года . Проверено 26 сентября 2010 .
  20. ^ Deiseroth, HJ (1997). «Амальгамы щелочных металлов, группа необычных сплавов». Прогресс в химии твердого тела . 25 (1–2): 73–123. DOI : 10.1016 / S0079-6786 (97) 81004-7 .
  21. Перейти ↑ Addison, CC (1984). Химия жидких щелочных металлов . Вайли. п. 7. ISBN 9780471905080.
  22. ^ Грей, Теодор (2012) The Elements , Black Dog & Leventhal Publishers, стр. 131, ISBN 1-57912-895-5 . 
  23. ^ a b c d e Гринвуд, штат Нью-Йорк; Эрншоу, А. (1984). Химия элементов . Оксфорд, Великобритания: Pergamon Press. ISBN 978-0-08-022057-4.
  24. ^ Московиц, Клара. «Основное правило химии может быть нарушено, как показывают расчеты» . Scientific American . Проверено 22 ноября 2013 .
  25. ^ a b c Холлеман, Арнольд Ф .; Виберг, Эгон; Виберг, Нильс (1985). "Vergleichende Übersicht über die Gruppe der Alkalimetalle". Lehrbuch der Anorganischen Chemie (на немецком языке) (91–100 изд.). Вальтер де Грюйтер. С. 953–955. ISBN 978-3-11-007511-3.
  26. ^ Андреев, С.В.; Летохов ВС; Мишин, В.И. (1987). «Лазерная резонансная фотоионизационная спектроскопия ридберговских уровней в Fr». Письма с физическим обзором . 59 (12): 1274–76. Bibcode : 1987PhRvL..59.1274A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.59.1274 . PMID 10035190 . 
  27. ^ Хоган, CM (2011). «Фосфат» . Архивировано из оригинала на 2012-10-25 . Проверено 17 июня 2012 .в Энциклопедии Земли . Йоргенсен, А. и Кливленд, CJ (ред.). Национальный совет по науке и окружающей среде. Вашингтон, округ Колумбия
  28. Перейти ↑ Köhler, Michael J. (1999). Травление в микросистемной технике . Wiley-VCH. п. 90. ISBN 978-3-527-29561-6.
  29. ^ Янсен, Мартин (2005-11-30). «Влияние релятивистского движения электронов на химию золота и платины» . Науки о твердом теле . 7 (12): 1464–1474. Bibcode : 2005SSSci ... 7.1464J . DOI : 10.1016 / j.solidstatesciences.2005.06.015 .
  30. ^ Мойер, Брюс A .; Бердвелл, Джозеф Ф .; Боннесен, Петр V .; Дельмау, Летиция Х. (2005). Использование макроциклов в очистке ядерных отходов: реальное применение каликс-короны в технологии разделения цезия . Макроциклическая химия . С. 383–405. DOI : 10.1007 / 1-4020-3687-6_24 . ISBN 978-1-4020-3364-3..
  31. ^ Senga, Ryosuke; Суэнага, Кадзу (2015). «Спектроскопия одноатомных электронных потерь энергии легких элементов» . Nature Communications . 6 : 7943. Bibcode : 2015NatCo ... 6.7943S . DOI : 10.1038 / ncomms8943 . PMC 4532884 . PMID 26228378 .  
  32. ^ Эванс, FW; Литт, MH; Вайдлер-Кубанек AM; Авонда, ФП (1968). «Реакции, катализируемые фторидом калия. 111. Реакция Кневенагеля». Журнал органической химии . 33 (5): 1837–1839. DOI : 10.1021 / jo01269a028 .
  33. ^ Уэллс, AF (1984). Структурная неорганическая химия (5-е изд.). Оксфордские научные публикации. ISBN 978-0-19-855370-0.
  34. ^ Коттон, Ф. Альберт; Уилкинсон, Г. (1962). Продвинутая неорганическая химия . John Wiley & Sons, Inc. стр. 318. ISBN 978-0-471-84997-1.
  35. ^ Лиде, Дэвид Р., изд. (2006). CRC Справочник по химии и физике (87-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . с. 451, 514. ISBN 0-8493-0487-3.
  36. ^ а б Цай, Хи-Руэй; Харрис, премьер-министр; Лассеттр, EN (1956). «Кристаллическая структура монооксида цезия» . Журнал физической химии . 60 (3): 338–344. DOI : 10.1021 / j150537a022 .
  37. ^ Вольнов, II; Матвеев, В.В. (1963). «Синтез озонида цезия через супероксид цезия». Вестник Академии наук Отделения химических наук СССР . 12 (6): 1040–1043. DOI : 10.1007 / BF00845494 .
  38. Токарева, С.А. (1971). «Озониды щелочных и щелочноземельных металлов». Российские химические обзоры . 40 (2): 165–174. Bibcode : 1971RuCRv..40..165T . DOI : 10,1070 / RC1971v040n02ABEH001903 .
  39. Саймон А. (1997). «Субоксиды и субнитриды групп 1 и 2 - металлы с отверстиями и туннелями атомного размера». Координационные обзоры химии . 163 : 253–270. DOI : 10.1016 / S0010-8545 (97) 00013-1 .
  40. ^ Цай, Хи-Руэй; Харрис, премьер-министр; Лассеттр, EN (1956). «Кристаллическая структура монооксида трицезия». Журнал физической химии . 60 (3): 345–347. DOI : 10.1021 / j150537a023 .
  41. Перейти ↑ Okamoto, H. (2009). «Cs-O (Цезий-Кислород)». Журнал фазового равновесия и диффузии . 31 : 86–87. DOI : 10.1007 / s11669-009-9636-5 .
  42. ^ Band, A .; Альбу-Ярон, А .; Ливнех, Т .; Cohen, H .; Feldman, Y .; Shimon, L .; Popovitz-Biro, R .; Ляховицкая, В .; Тенн, Р. (2004). «Характеристика оксидов цезия». Журнал физической химии B . 108 (33): 12360–12367. DOI : 10.1021 / jp036432o .
  43. ^ Брауэр, Г. (1947). "Untersuchungen ber das System Csium-Sauerstoff". Zeitschrift für Anorganische Chemie . 255 (1–3): 101–124. DOI : 10.1002 / zaac.19472550110 .
  44. ^ Буссо, М .; Галлино, Р .; Вассербург, GJ (1999). "Нуклеосинтез в асимптотических звездах-гигантах: актуальность для галактического обогащения и формирования Солнечной системы" (PDF) . Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 37 : 239–309. Bibcode : 1999ARA & A..37..239B . DOI : 10.1146 / annurev.astro.37.1.239 . Проверено 20 февраля 2010 .
  45. ^ Арнетт, Дэвид (1996). Сверхновые и нуклеосинтез: исследование истории материи, от Большого взрыва до наших дней . Издательство Принстонского университета. п. 527. ISBN 978-0-691-01147-9.
  46. ^ Гофф, C .; Матчетт, Майкл А .; Шабестари, Нахид; Хазаэли, Садех (1996). «Комплексообразование катионов цезия и рубидия с краун-эфирами в N, N-диметилформамиде». Многогранник . 15 (21): 3897–3903. DOI : 10.1016 / 0277-5387 (96) 00018-6 .
  47. ^ Браун, F .; Зал, гр; Уолтер, AJ (1955). «Период полураспада Cs137». Журнал неорганической и ядерной химии . 1 (4–5): 241–247. Bibcode : 1955PhRv ... 99..188W . DOI : 10.1016 / 0022-1902 (55) 80027-9 .
  48. ^ Sonzogni, Алехандро. «Интерактивная карта нуклидов» . Национальный центр ядерных данных: Брукхейвенская национальная лаборатория . Проверено 6 июня 2008 .
  49. ^ Оки, Шигео; Такаки, ​​Наоюки (14–16 октября 2002 г.). Трансмутация цезия-135 с помощью быстрых реакторов (PDF) . Седьмое совещание по обмену информацией о разделении и трансмутации актинидов и продуктов деления. Чеджу, Корея . Проверено 26 сентября 2010 .
  50. ^ «20 Ксенон: яд продукта деления». Основы CANDU (PDF) (Отчет). CANDU Owners Group Inc. Архивировано из оригинального (PDF) 23 июля 2011 года . Проверено 15 сентября 2010 .
  51. ^ Тейлор, В.Ф .; Evans, RD; Корнетт, Р.Дж. (2008). «Предварительная оценка 135 Cs / 137 Cs как инструмент судебно-медицинской экспертизы для выявления источника радиоактивного загрязнения». Журнал экологической радиоактивности . 99 (1): 109–118. DOI : 10.1016 / j.jenvrad.2007.07.006 . PMID 17869392 . 
  52. ^ «Цезий | Радиационная защита» . Агентство по охране окружающей среды США. 2006-06-28. Архивировано из оригинального 15 марта 2011 года . Проверено 15 февраля 2010 .
  53. ^ Zerriffi Хишам (2000-05-24). Отчет IEER: Трансмутация - Игра ядерной алхимии (Отчет). Институт энергетики и экологических исследований . Проверено 15 февраля 2010 .
  54. ^ Наследие Чернобыля: воздействие на здоровье, окружающую среду и социально-экономическое положение и рекомендации правительствам Беларуси, Российской Федерации и Украины (PDF) (Отчет). Международное агентство по атомной энергии. Архивировано из оригинального (PDF) 15 февраля 2010 года . Проверено 18 февраля 2010 .
  55. ^ Касе, Такеши; Конаши, Кендзи; Такахаши, Хироши; Хирао, Ясуо (1993). «Трансмутация цезия-137 с помощью ускорителя протонов» . Журнал ядерной науки и технологий . 30 (9): 911–918. DOI : 10,3327 / jnst.30.911 .
  56. ^ Книф, Рональд Аллен (1992). «Осколки деления» . Ядерная инженерия: теория и технология коммерческой ядерной энергетики . Тейлор и Фрэнсис. п. 42. ISBN 978-1-56032-088-3.
  57. ^ Ishiwatari, N .; Нагаи, Х. «Высвобождение ксенона-137 и йода-137 из таблеток UO2 при импульсном нейтронном облучении в NSRR». Nippon Genshiryoku Gakkaishi . 23 (11): 843–850. ОСТИ 5714707 . 
  58. ^ Turekian, KK; Ведепол, KH (1961). «Распределение элементов в некоторых крупных единицах земной коры» . Бюллетень Геологического общества Америки . 72 (2): 175–192. Bibcode : 1961GSAB ... 72..175T . DOI : 10.1130 / 0016-7606 (1961) 72 [175: DOTEIS] 2.0.CO; 2 . ISSN 0016-7606 . 
  59. ^ Rowland, Саймон (1998-07-04). «Цезий как сырье: появление и использование» . Международное общество Артемиды . Проверено 15 февраля 2010 .
  60. ^ a b Черный, Петр ; Симпсон, FM (1978). «Пегматит Танко на озере Берник, Манитоба: X. Поллуцит» (PDF) . Канадский минералог . 16 : 325–333 . Проверено 26 сентября 2010 .
  61. ^ a b c d Поляк, Дезире Э. «Цезий» (PDF) . Геологическая служба США . Проверено 17 октября 2009 .
  62. Перейти ↑ Norton, JJ (1973). «Литий, цезий и рубидий - редкие щелочные металлы» . In Brobst, DA; Пратт, WP (ред.). Минеральные ресурсы США . Документ 820. Профессиональный геолог США. С. 365–378 . Проверено 26 сентября 2010 .
  63. ^ a b Берт, РО (1993). «Цезий и соединения цезия». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . 5 (4-е изд.). Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., стр. 749–764. ISBN 978-0-471-48494-3.
  64. ^ Бентон, Уильям; Тернер, Джим (2000). «Жидкость формиата цезия успешно прошла полевые испытания HPHT в Северном море» (PDF) . Подрядчик по бурению (май / июнь): 38–41 . Проверено 26 сентября 2010 .
  65. ^ a b Иглсон, Мэри, изд. (1994). Краткая энциклопедия химии . Иглсон, Мэри. Берлин: де Грюйтер. п. 198. ISBN 978-3-11-011451-5.
  66. ^ Оксфордский словарь английского языка , 2-е издание
  67. ^ a b c d Кирхгоф, Г .; Бунзен, Р. (1861). "Chemische Analyze durch Spectralbeobachtungen" (PDF) . Annalen der Physik und Chemie . 189 (7): 337–381. Bibcode : 1861AnP ... 189..337K . DOI : 10.1002 / andp.18611890702 . hdl : 2027 / hvd.32044080591324 .
  68. ^ a b Недели, Мэри Эльвира (1932). «Открытие элементов. XIII. Некоторые спектроскопические открытия». Журнал химического образования . 9 (8): 1413–1434. Bibcode : 1932JChEd ... 9.1413W . DOI : 10.1021 / ed009p1413 .
  69. ^ Жигмонди, Ричард (2007). Коллоиды и ультрамикроскоп . Читать книги. п. 69. ISBN 978-1-4067-5938-9.
  70. ^ Сеттерберг, Карл (1882). "Ueber die Darstellung von Rubidium- und Cäsiumverbindungen und über die Gewinnung der Metalle selbst" . Annalen der Chemie Юстуса Либиха . 211 : 100–116. DOI : 10.1002 / jlac.18822110105 .
  71. ^ Strod, AJ (1957). «Цезий - новый промышленный металл». Американский керамический бюллетень . 36 (6): 212–213.
  72. ^ а б «Атомы цезия в действии» . Департамент службы времени - Военно-морская обсерватория США - ВМС США. Архивировано из оригинального 23 февраля 2015 года . Проверено 20 декабря 2009 .
  73. ^ a b c Даунс, JD; Blaszczynski, M .; Тернер, Дж .; Харрис, М. (февраль 2006 г.). Бурение и заканчивание сложных скважин высокого и высокого давления с помощью рассолов на основе формиата цезия - Обзор производительности . Конференция IADC / SPE по бурению. Майами, Флорида, Общество инженеров-нефтяников США. DOI : 10.2118 / 99068-MS . Архивировано из оригинала на 2007-10-12.
  74. ^ Flatern, Рик (2001). «Сохранение прохлады в среде HPHT». Offshore Engineer (февраль): 33–37.
  75. ^ Essen, L .; Парри, JVL (1955). «Атомный эталон частоты и временного интервала: цезиевый резонатор». Природа . 176 (4476): 280–282. Bibcode : 1955Natur.176..280E . DOI : 10.1038 / 176280a0 .
  76. ^ Марковиц, В .; Холл, р .; Essen, L .; Парри, Дж. (1958). «Частота цезия в эфемеридном времени». Письма с физическим обзором . 1 (3): 105–107. Полномочный код : 1958PhRvL ... 1..105M . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.1.105 .
  77. ^ Reel, Monte (2003-07-22). «Где время действительно все» . Вашингтон Пост . п. B1. Архивировано из оригинала на 2013-04-29 . Проверено 26 января 2010 .
  78. ^ Rasor, Ned S .; Уорнер, Чарльз (сентябрь 1964 г.). «Корреляция эмиссионных процессов для адсорбированных щелочных пленок на металлических поверхностях». Журнал прикладной физики . 35 (9): 2589–2600. Bibcode : 1964JAP .... 35.2589R . DOI : 10.1063 / 1.1713806 .
  79. ^ «Поставщик цезия и техническая информация» . Американские элементы . Проверено 25 января 2010 .
  80. ^ Смедли, Джон; Рао, Тривени; Ван, Эрдонг (2009). « Разработка катода K 2 CsSb». Материалы конференции AIP . 1149 (1): 1062–1066. Bibcode : 2009AIPC.1149.1062S . DOI : 10.1063 / 1.3215593 .
  81. ^ Görlich, P. (1936). "Über zusammengesetzte, durchsichtige Photokathoden". Zeitschrift für Physik . 101 (5–6): 335–342. Bibcode : 1936ZPhy..101..335G . DOI : 10.1007 / BF01342330 .
  82. ^ Groeger, S .; Пазгалев А.С.; Вайс, А. (2005). «Сравнение газоразрядных ламп и цезиевых магнитометров с лазерной накачкой». В прикладной физике . 80 (6): 645–654. arXiv : физика / 0412011 . Bibcode : 2005ApPhB..80..645G . DOI : 10.1007 / s00340-005-1773-х .
  83. ^ Хейвен, Мэри С .; Тетро, ​​Грегори А .; Шенкен, Джеральд Р. (1994). «Внутренние стандарты» . Лабораторное оборудование . Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. п. 108. ISBN 978-0-471-28572-4.
  84. ^ Макги, Джеймс Д. (1969). Фото-электронные изображения устройства: материалы четвертого симпозиума , проведенного в Имперском колледже в Лондоне, 16-20 сентября 1968 года . 1 . Академическая пресса. п. 391. ISBN. 978-0-12-014528-7.
  85. Манфред Бик, Хорст Принц, «Цезий и соединения цезия» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана 2005, Wiley-VCH, Weinheim. DOI : 10.1002 / 14356007.a06_153 .
  86. ^ Десаи, Мохамед А., изд. (2000). «Градиентные материалы» . Методы последующей обработки . Тотова, Нью-Джерси: Humana Press. С. 61–62. ISBN 978-0-89603-564-5.
  87. Перейти ↑ Burt, RO (1993). «Цезий и соединения цезия». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . 5 (4-е изд.). Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья. п. 759. ISBN 978-0-471-15158-6.
  88. ^ Friestad, Грегори К .; Браншо, Брюс П .; Наваррини, Уолтер и Сансотера, Маурицио (2007) «Фторид цезия» в Энциклопедии реагентов для органического синтеза , John Wiley & Sons. DOI : 10.1002 / 047084289X.rc050.pub2
  89. ^ Окумура, Такеши (2003-10-21). «Материальный поток радиоактивного цезия-137 в США в 2000 году» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США. Архивировано из оригинального (PDF) 20 июля 2011 года . Проверено 20 декабря 2009 .
  90. Перейти ↑ Jensen, NL (1985). «Цезий». Минеральные факты и проблемы . Бюллетень 675. Горное управление США. С. 133–138.
  91. ^ "Медицинский изотоп цезия-131 IsoRay, используемый в веховой процедуре лечения рака глаз в Медицинском центре Тафтс-Новой Англии" . Медицинские новости сегодня . 2007-12-17 . Проверено 15 февраля 2010 .
  92. ^ Бентел, Гунилла Карлесон (1996). «Машины с цезием-137» . Планирование лучевой терапии . McGraw-Hill Professional. С. 22–23. ISBN 978-0-07-005115-7. Проверено 26 сентября 2010 .
  93. ^ Национальный исследовательский совет (США). Комитет по использованию и замене источников излучения (2008 г.). Использование и замена источников излучения: сокращенная версия . Национальная академия прессы. ISBN 978-0-309-11014-3.
  94. ^ Loxton, R .; Поуп, П., ред. (1995). «Измерение уровня и плотности с помощью бесконтактных ядерных датчиков» . Инструментарий: Читатель . Лондон: Чепмен и Холл. С. 82–85. ISBN 978-0-412-53400-3.
  95. ^ Тимур, А .; Токсоз, М.Н. (1985). «Скважинный геофизический каротаж». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 13 : 315–344. Bibcode : 1985AREPS..13..315T . DOI : 10.1146 / annurev.ea.13.050185.001531 .
  96. ^ Кендалл, Кэрол. «Проект изотопных индикаторов - Ресурсы по изотопам - Цезий» . Национальная исследовательская программа - Геологическая служба США . Проверено 25 января 2010 .
  97. ^ Маркучи, MG; Полк, Дж. Э. (2000). «Ксенон-ионный двигатель NSTAR в глубоком космосе 1: наземные и летные испытания (приглашены)». Обзор научных инструментов . 71 (3): 1389–1400. Bibcode : 2000RScI ... 71.1389M . DOI : 10.1063 / 1.1150468 .
  98. ^ Сови, Джеймс С .; Роулин, Винсент К .; Паттерсон, Майкл Дж. "Краткий обзор проектов разработки ионных двигателей в Соединенных Штатах: от SERT I до Deep Space I" (PDF) . НАСА. Архивировано из оригинального (PDF) 29 июня 2009 года . Проверено 12 декабря 2009 .
  99. ^ Marrese, C .; Polk, J .; Mueller, J .; Оуэнс, А .; Tajmar, M .; Финк Р. и Спиндт К. (октябрь 2001 г.). Нейтрализация ионного пучка двигателя In-FEEP с термоэлектронными и автоэмиссионными катодами . 27-я Международная конференция по электродвигателям. Пасадена, Калифорния. С. 1–15. Архивировано из оригинального (PDF) 27 мая 2010 года . Проверено 25 января 2010 .
  100. ^ "Инфракрасные осветительные композиции и изделия, содержащие то же самое" . Патент США 6230628 . Freepatentsonline.com . Проверено 25 января 2010 .
  101. ^ "Вспышка ЛУУ-19" . Федерация американских ученых. 2000-04-23. Архивировано из оригинала на 2010-08-06 . Проверено 12 декабря 2009 .
  102. ^ Charrier, E .; Чарсли, ЭЛ; Laye, PG; Маркхэм, HM; Berger, B .; Гриффитс, TT (2006). «Определение температуры и энтальпии фазового перехода твердое тело – твердое тело нитрата цезия методом дифференциальной сканирующей калориметрии». Thermochimica Acta . 445 : 36–39. DOI : 10.1016 / j.tca.2006.04.002 .
  103. ^ Крикмор, Пол Ф. (2000). Lockheed SR-71: секретные миссии раскрыты . Скопа. п. 47. ISBN 978-1-84176-098-8.
  104. ^ Национальный исследовательский совет (США) (2001). Энергетические исследования в Министерстве энергетики - оно того стоило? . Национальная академия прессы. С. 190–194. DOI : 10.17226 / 10165 . ISBN 978-0-309-07448-3. Проверено 26 сентября 2010 .
  105. ^ Информационные службы Роскилла (1984). Экономика цезия и рубидия (отчеты по металлам и минералам) . Лондон, Соединенное Королевство: Информационные службы Роскилла. п. 51. ISBN 978-0-86214-250-6.
  106. ^ Чин, Ченг; Гримм, Рудольф; Жюльен, Поль; Тиесинга, Эйте (29 апреля 2010 г.). «Резонансы Фешбаха в ультрахолодных газах». Обзоры современной физики . 82 (2): 1225–1286. arXiv : 0812.1496 . Bibcode : 2010RvMP ... 82.1225C . DOI : 10.1103 / RevModPhys.82.1225 .
  107. ^ "Цезий 239240" .
  108. ^ Данные из Радиохимического руководства и Уилсон, Б.Дж. (1966) Радиохимическое руководство (2-е изд.).
  109. ^ Мельников, П .; Занони, Л.З. (июнь 2010 г.). «Клинические эффекты от приема цезия». Биологические исследования микроэлементов . 135 (1–3): 1–9. DOI : 10.1007 / s12011-009-8486-7 . PMID 19655100 . 
  110. ^ Пинский, Карл; Бос, Ранджан; Тейлор, младший; Макки, Джаспер; Лапоант, Клод; Бирчалл, Джеймс (1981). «Цезий у млекопитающих: острая токсичность, изменения органов и скопление тканей». Журнал экологической науки и здравоохранения, часть A . 16 (5): 549–567. DOI : 10.1080 / 10934528109375003 .
  111. ^ Джонсон, Гарланд Т .; Льюис, Трент Р .; Вагнер, Д. Вагнер (1975). «Острая токсичность соединений цезия и рубидия». Токсикология и прикладная фармакология . 32 (2): 239–245. DOI : 10.1016 / 0041-008X (75) 90216-1 . PMID 1154391 . 
  112. ^ Рундо, Дж. (1964). «Обзор метаболизма цезия в человеке». Британский журнал радиологии . 37 (434): 108–114. DOI : 10.1259 / 0007-1285-37-434-108 . PMID 14120787 . 
  113. ^ Nishita, H .; Диксон, Д .; Ларсон, KH (1962). «Накопление Cs и K и рост растений фасоли в питательном растворе и почве». Растение и почва . 17 (2): 221–242. DOI : 10.1007 / BF01376226 .
  114. ^ Эйвери, С. (1996). «Судьба цезия в окружающей среде: распределение между абиотическими и биотическими компонентами водных и наземных экосистем». Журнал экологической радиоактивности . 30 (2): 139–171. DOI : 10.1016 / 0265-931X (96) 89276-9 .
  115. ^ Салбу, Брит; Остби, Георг; Garmo, Torstein H .; Хоув, Кнут (1992). «Доступность изотопов цезия в растительности по результатам экспериментов по инкубации и экстракции». Аналитик . 117 (3): 487–491. Bibcode : 1992Ana ... 117..487S . DOI : 10.1039 / AN9921700487 . PMID 1580386 . 
  116. ^ Виничук, М. (2010). «Накопление калия, рубидия и цезия ( 133 Cs и 137 Cs) в различных фракциях почвы и грибов в шведском лесу» . Наука об окружающей среде в целом . 408 (12): 2543–2548. Bibcode : 2010ScTEn.408.2543V . DOI : 10.1016 / j.scitotenv.2010.02.024 . PMID 20334900 . 
  117. ^ Смит, Джим Т .; Бересфорд, Николас А. (2005). Чернобыль: катастрофа и последствия . Берлин: Springer. ISBN 978-3-540-23866-9.
  118. ^ Еремеев, В.Н. Чудиновских, ТВ; Батраков, Г.Ф .; Иванова, Т.М. (1991). «Радиоактивные изотопы цезия в водах и приводном слое атмосферы Черного моря». Физическая океанография . 2 (1): 57–64. DOI : 10.1007 / BF02197418 .
  119. ^ Редман, ХК; McClellan, RO; Джонс, РК; Boecker, BB; Chiffelle, TL; Пикрелл, Дж. А.; Рыпка, EW (1972). «Токсичность 137-CsCl на гончих. Ранние биологические эффекты». Радиационные исследования . 50 (3): 629–648. Bibcode : 1972RadR ... 50..629R . DOI : 10.2307 / 3573559 . JSTOR 3573559 . PMID 5030090 .  
  120. ^ "Китайцы" находят "радиоактивный шар" . BBC News . 2009-03-27 . Проверено 25 января 2010 .
  121. Перейти ↑ Charbonneau, Louis (2003-03-12). «Директор МАГАТЭ предупреждает об опасности« грязной бомбы »» . Вашингтон Пост . Рейтер. п. A15. Архивировано из оригинала на 2008-12-05 . Проверено 28 апреля 2010 .

внешняя ссылка

  • Цезий или цезий в Периодической таблице видео (Ноттингемский университет)
  • Просмотрите реакцию цезия (наиболее реактивного металла в периодической таблице) с фтором (наиболее реактивным неметаллом) любезно предоставлено Королевским институтом.
  • Рогачев Андрей Юрьевич; Мяо, Мао-Шэн; Мерино, Габриэль; Хоффманн, Роальд (2015). «Молекулярный CsF5 и CsF2 +». Angewandte Chemie . 127 (28): 8393–8396. DOI : 10.1002 / ange.201500402 .