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세슘 동위 원소

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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

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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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 이 부분의 본문은 세슘-137입니다.

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

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

각주

[편집]
  1. ↑ http://www.nucleonica.net/unc.aspx
내용주
  1. ↑ 약자:
    εいぷしろん: 전자 포획
    IT: 이성질핵 전이
  2. ↑ 굵은 글꼴은 안정 동위 원소, 굵은 이탤릭체 글꼴은 거의 안정하여 반감기가 우주의 나이보다 긴 동위 원소
  3. ↑ 이 핵종의 원자핵이 절대 영도에서 바닥 상태에 있는 두 개의 초미세 에너지 준위의 주파수 차이를 9,192,631,770Hz로 정의하며, 그 역수가 SI 단위계에서의 1초이다.
  4. ↑ 가 나 다 라 핵분열 생성물
  5. ↑ 자발 핵분열이 가능할 것으로 추정된다.
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