铯的同位素

铯（原子量：132.90545196(6)）有41个已知的同位素，原子量范围从112到152，其中只有铯-133是稳定的。寿命最长的放射性铯是铯-135，半衰期有133万年。其次是铯-137，半衰期约30年，以及铯-134有两年的半衰期，其他的同位素半衰期皆低于两周，大部分的都在一小时以下。其中一些同位素在年老的恒星中由较轻的元素通过捕获慢中子（S-过程）合成^[4]，也可以在超新星爆发的过程R-过程中合成^[5]

主要的铯同位素

同位素 衰变 丰度 半衰期 (t1/2) 方式 能量 （MeV） 产物 131Cs 人造 9.689 天 ε 0.358 131Xe 133Cs 100% 稳定，带78粒中子 134Cs 人造 2.0650 年 ε 1.235 134Xe β− 2.059 134Ba 135Cs 痕量 1.33×106 年[1][2] β− 0.269 135Ba 137Cs 人造 30.04 年 β− 0.514 137mBa β− 1.176 137Ba
标准原子质量（英语：Standard atomic weight） (Ar, 标准)	7002132905451960000♠132.90545196(6)[3]
←Xe（54） Ba（56）→
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环境中的铯同位素

天然的铯元素中一般来说仅存在铯-133及痕量的铯-135，但在某些环境中仍然存在著微量的铯-137与铯-134，它们几乎都是在1940年代至1960年代的核试爆及某些核事故中释放出来的。历史上曾造成铯-137释放进入环境中的著名案例包括如车诺比核事故等。2011年3月11日，日本的福岛第一核电站事故事件发生时，也曾发现它的存在。2011年7月，从福岛县运往东京的11头牛也被检测出1,530到3,200Bq/kg的铯-137，这已严重超出日本规定的500Bq/kg容许值。^[6]

铯-133

主条目：铯

储存于氩气中的高纯度铯-133

铯-133是铯的同位素之一，为铯的同位素中，唯一稳定的核素，同时也是天然铯元素中能找的唯一一种核素，因此，铯-133的丰度为100%。铯-133也可以通过在核反应堆中的核裂变产生。尽管其原子核自旋量子数较大（7/2+），可以在其共振频率11.7 MHz处对该同位素进行核磁共振的研究^[7]。

自从1967年，国际单位制基于铯的性质定义了其时间单位，也就是秒。国际单位制将一秒定义为不受外场干扰的铯-133的原子基态的两个超精细结构能阶间跃迁所对应的辐射的9,192,631,770个周期的持续时间^[8]。1955年，第一个精确的铯原子钟由路易斯·艾森在英国国家物理实验室建成^[9]。在过去的半个多世纪中，人们不停的改进铯原子钟，并且使用它作为标准时间和频率测量的基准。这些钟测量频率的精度为2-3×10^-14，相当于时间测量的精度为每天2奈秒，或者140万年1秒。目前最先进的铯原子钟的精度超过了10^-15，这意味著从6600万年前恐龙灭绝的时代起其误差仅为2秒钟^[10]，被认为是“人类目前所达到的最精确的单位实现”^[10][11]。

铯-137

主条目：铯-137

铯-137是铯的放射性同位素之一，半衰期约为30.17年。^[12]大约95%通过贝塔衰变为barium-137m1 (^137m1Ba, Ba-137m1). 其他约5%直接衰变为稳定的钡-137. Ba-137m1的半衰期为153秒，并放出伽玛射线（这是铯-137放射源的全部伽玛射线来源）。1克铯-137的放射性活度为3.215 terabecquerel (TBq).^[13]

铯-137在工业应用中是一种非常常见的作为伽玛射线发射源的同位素。其优势在于它的半衰期大约30年，可以通过核燃料循环获得，并且其最终产物钡-137是一种稳定的同位素。其较高的水溶性是其缺点，使得它无法用在用于食品和医疗用品的大型池式辐射器中^[14]。铯-137已经被用在农业、癌症治疗、食品消毒、污水污泥处理以及外科手术设备中。^[10][15]。铯的放射性同位素可以用在放射线疗法中针对某些癌症治疗^[16]，然而由于目前已经有了更好的替代品，且放射源中易溶于水的氯化铯可能造成大范围污染，放疗中逐渐不再采用铯放射源^[17][18]。在许多工业测量计中都采用了铯-137，包括湿度计、密度计、水平仪以及厚度计^[19]。测井设备中也会使用铯-137来测量与岩层中的电子密度^[20]。

铯-137也用于水文学研究中。铯是核裂变反应的产物。自从大约1945年核试验开始，一直到20世纪80年代中期，铯137被释放进入大气层，然后立即被吸收入水溶液中。那个时期的年度变化与土壤和沉积层有相关性。铯-134以及含量更少的铯-135也用于水文学研究作为核电工业中产生的铯的度量。这两种同位素不像铯-133或者铯-137那样常见，而且仅能通过人为过程产生^[21]。

图表

符号	Z	N	同位素质量（u） [n 1][n 2]	半衰期 [n 1][n 2]	衰变 方式[22]	衰变 产物 [n 3][n 4]	原子核 自旋[n 1]	相对丰度 （莫耳分率）
	激发能量[n 1][n 2]
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+ (.03%)	113Xe
114Cs	55	59	113.94145(33)#	0.57(2) s	β+ (91.09%)	114Xe	(1+)
					β+, p (8.69%)	113I
					β+, α (.19%)	110Te
					α (.018%)	110I
115Cs	55	60	114.93591(32)#	1.4(8) s	β+ (99.93%)	115Xe	9/2+#
					β+, p (.07%)	114I
116Cs	55	61	115.93337(11)#	0.70(4) s	β+ (99.67%)	116Xe	(1+)
					β+, p (.279%)	115I
					β+, α (.049%)	112Te
116mCs	100(60)# keV			3.85(13) s	β+ (99.48%)	116Xe	4+,5,6
					β+, p (.51%)	115I
					β+, α (.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 (.042%)	117I
					β+, α (.0024%)	114Te
118mCs	100(60)# keV			17(3) s	β+ (99.95%)	118Xe	(7-)
					β+, p (.042%)	117I
					β+, α (.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+ (.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[n 5][n 6]	55	78	132.905451933(24)	稳定			7/2+	1.0000
134Cs[n 6]	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[n 6]	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[n 6]	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 (.0349%)	140Ba
142Cs	55	87	141.924299(11)	1.689(11) s	β− (99.9%)	142Ba	0-
					β−, n (.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

1. 画上#号的数据代表没有经过实验的证明，仅为理论推测。
2. 用括号括起来的数据代表不确定性。
3. 稳定的衰变产物以粗体表示。
4. 半衰期超过5亿年的衰变产物以粗斜体表示。
5. 用于定义秒
6. 裂变产物

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参考文献

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