Diablo Canyon 核電站：華夏公益教科書/化學/銫-137

Cs-137 衰變方案

銫-137 (Cs-137) 是一種銫的放射性同位素，它是由核裂變形成的裂變產物。

它的半衰期約為 30.17 年，透過β衰變衰變成鋇-137 的亞穩態核異構體：鋇-137m（^137mBa，Ba-137m）。（大約 95% 的核衰變導致了這種異構體。另外 5.0% 直接填充了基態，基態是穩定的。）Ba-137m 的半衰期約為 153 秒，它負責所有伽馬射線的發射。一克銫-137 的活度為 3.215 太貝克勒爾 (TBq)。

Ba-137m 的光子能量為 662 keV。這些光子可用於食品輻照和癌症放射治療。銫-137 並不廣泛用於工業射線照相，因為它具有很強的化學活性，因此難以處理。此外，銫鹽在水中非常易溶，這使得銫的安全的處理變得複雜。鈷-60 優選用於射線照相，因為它是一種化學性質相當不活潑的金屬，可提供更高能量的伽馬射線光子。銫-137 可用於一些溼度和密度計、流量計以及相關感測器中。

用途

銫-137 有少量實際用途。少量的銫-137 用於校準輻射探測裝置。它用作油田電纜密度測量的伽馬發射器。它有時也用於癌症治療，以及在工業上用於測量液體流量和材料厚度的儀表中。

環境中的放射性銫

美國內華達試驗場核試驗產生的銫-137 十大沉積量最高地點。試驗爆炸“西蒙”和“哈里”均來自 1953 年的“上風”行動，而試驗爆炸“喬治”和“豪”來自 1952 年的“翻滾-爆破”行動。

Cs-137 γ 光譜：660 keV γ 和 30 keV Ba K 線。

幾乎所有核武器試驗以及一些核事故，最顯著的是切爾諾貝利災難，都向環境中釋放了少量的銫-134 和銫-137。截至 2005 年，銫-137 是切爾諾貝利核電站周圍隔離區的主要輻射來源。銫-137 與銫-134、碘-131 和鍶-90 一起，是反應堆爆炸中分佈的同位素，構成了對健康的最大風險。

截至 2011 年 4 月，在日本福島反應堆持續洩漏產生的羽流中也發現了銫-137。

切爾諾貝利災難之後，德國銫-137 的平均汙染程度為 2000 至 4000 Bq/m²。這相當於每平方公里 1 毫克的銫-137 汙染，總計在整個德國沉積了大約 500 克。

如今存在的所有銫-137 都是獨一無二的，因為它完全是人為的（人造的）。與大多數其他放射性同位素不同，銫-137 不是由其非放射性同位素產生的，而是由鈾產生的。這意味著，直到現在，它在地球上已經存在了數十億年。透過觀察這種同位素發射的特徵伽馬射線，可以確定給定密封容器的內容物是製造於原子彈爆炸出現之前還是之後。研究人員已經使用這種方法來檢查某些稀有葡萄酒的真實性，最著名的是所謂的“傑斐遜瓶”。

放射性銫的健康風險

銫-137 與水反應生成一種水溶性化合物（氫氧化銫），銫的生物行為與鉀和銣相似。進入人體後，銫或多或少地均勻分佈在全身，肌肉組織中的濃度較高，骨骼中的濃度較低。銫的生物半衰期相當短，約為 70 天。狗的實驗表明，一次劑量為 3800 μCi/kg（140 MBq/kg，約 44 μg/kg）的銫-137 在三週內會致命。

攝入銫-137 的意外情況可以用普魯士藍進行治療，普魯士藍會與銫-137 化學結合，然後加速其從體內排出。

對銫-137 伽馬射線源的處理不當會導致這種放射性同位素的釋放以及輻射損傷。也許最著名的案例是戈亞尼亞事故，在巴西戈亞尼亞市，一家廢棄診所的輻射治療系統被不當處理，後來從垃圾場被盜，發光的銫鹽被賣給了好奇的、沒有受過教育的買家。這導致多人因輻射暴露而死亡和重傷。

被封裝在金屬外殼中的銫伽馬射線源可能會與報廢金屬混合，最終被送往熔鍊廠，導致生產出受放射性汙染的鋼材。

一個著名的例子是 1998 年的 Acerinox 事故，當時西班牙回收公司 Acerinox 不小心熔化了一批來自伽馬射線發生器的放射性銫-137。

2009 年，中國一家水泥公司（陝西省）正在拆除一座老舊的、未使用的水泥廠，但沒有遵守處理放射性物質的標準。這導致來自測量儀器的一些銫-137 隨著八卡車報廢金屬被送往鋼鐵廠熔化。因此，放射性銫被熔化到鋼材中。

外部連結

• CDC 輻射緊急事件 - 放射性同位素簡報：Cs-137
• NLM 有害物質資料庫 - 銫，放射性
• 西奧多·利奧利奧斯撰寫的銫-137 髒彈