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Caesium-137

Daten und Eigenschaften des Isotops Cs-137.



137Cs  
55  

Das auch Radiocaesium genannte Cäsium-137 ist ein Radioisotop des Elements Caesium, dessen Atomkern neben den elementspezifischen 55 Protonen 82 Neutronen aufweist, woraus eine Massenzahl von 137 resultiert: 137Cs. Das Nuklid entsteht ausschließlich anthropogen als Spaltprodukt bei der Kernspaltung in Kernkraftwerken und bei nuklearen Explosionen.

 

Umweltaspekte

Als Zerfallsprodukt der Kernspaltung gelangen natürlich nicht auftretende Caesium-Isotope (137Cs, 134Cs) in geringen Mengen, bei Kernwaffentests und bei Reaktorunfällen (Tschernobyl 1986, Fukushima 2011) gelegentlich auch in größeren Mengen in die Umwelt, wo sie über längere Zeit für die radioaktive Belastung der Umgebung verantwortlich sind.

Cäsium-137 ist in Form seiner Salze wasserlöslich und chemisch den Elementen Kalium und Rubidium verwandt. Nach Aufnahme des Cäsiums durch Pilze und Pflanzen gelangt das radioaktive Isotop in die Nahrungsketten von Mensch und Tier. Zu den Auswirkungen im einzelnen siehe auch [1, 2].

Siehe auch: Übersicht über die Cesium-Isotope.

 

Allgemeine Daten

Bezeichnung des Isotops:Caesium-137, Cs-137Namen:Radiocäsium, Radiocaesium, Radiozäsium (veraltet)Englische Bezeichnung:Cesium-137Symbol:137CsMassenzahl A:137Kernladungszahl Z:55 (= Anzahl der Protonen)Neutronenzahl N:82Isotopenmasse:136,9070893(3) u (Atommasse)Nuklidmasse:136,8769194 u (berechnete Kernmasse ohne Elektronen)Massenexzess:-86,54576 MeV (Massenüberschuss)Massendefekt:1,233810572 u (pro Atomkern)Kernbindungsenergie:1149,28714495 MeV (pro Atomkern)
8,38895726 MeV (Bindungsenergie im ∅ pro Nukleon)
Separationsenergie:SN = 8,2782(19) MeV (Trennungsenergie 1. Neutron)
SP = 7,4054(4) MeV (Trennungsenergie 1. Proton)
Halbwertszeit:30,08(9) JahreZerfallskonstante λ:7,307031292963 × 10-10 s-1Spezifische Aktivität α:3235586155455,5 Bq g-1
87,44827447177 Ci g-1
Kernspin:7/2+Kernmagnetisches Moment:μ(μN) = + 2,8374(14)Quadrupol-Moment Q:+0,051(1) barn (100 fm2)Nuklearer g-Faktor:gl = 0,81068571428571Ladungsradius:4,8128(50) Femtometer fmEntdeckungsjahr:1951

 

Radioaktiver Zerfall

Mit einer Halbwertszeit von 30,17 Jahren zerfällt Cäsium-137 unter beta-Strahlung zu 94,6 % in Barium-137m, das wiederum mit einer Halbwertszeit von 2,55 Minuten in das stabile Barium-Isotop Barium-137 zerstrahlt und für die Aussendung von Gammastrahlen verantwortlich ist; das restliche Cäsium-137 zerfällt direkt zu 137Ba. Ein Gramm Cäsium-137 hat eine Aktivität von 3,215 TBq (Terabecquerel).

Halbwertszeit HWZ = 30,08(9) Jahre bzw. 9,48603 × 108 Sekunden s.

ZerfallProduktAnteilZerfallsenergieγ-Energie
(Intensität)
β- zu137Ba100 %1,17563(17) MeV661,657(3) keV
85,1(2) %
0,5631(13) MeV/Bq-s

 

Ausgangsnuklide

Direkte Mutternuklide sind: 137Xe, 252Cf.

Verwendung

Aktive Verwendung findet das Cäsiumisotop 137 als Gammastrahlenquelle zum Beispiel bei der Krebstherapie, in der Materialprüfung und als Vergleichsstrahlenquelle (Prüfstrahler).

 

Strahlenschutz

Die Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) führt für das Isotop Caesium-137 folgende Freigrenzen, Freigabewerte sowie andere Werte als radioaktive bzw. hochradioaktive Strahlenquelle auf (Weitere Daten, Erläuterungen: siehe dort):

Bezeichnung:Cs-137+Freigrenze:104 BqFreigrenze pro Gramm:0,1 Bq/g
Uneingeschränkte Freigabe von festen und flüssigen Stoffen.
Aktivität HRQ:0,1 TBqOberflächenkontamination:1 Bq cm-2Halbwertszeit:30,2 Jahre

 

Isotone und Isobare Kerne

Die folgende Tabelle zeigt zum Nuklid Caesium-137 isotone (gleiche Neutronenzahl N = 82) und isobare (gleiche Nukleonenzahl A = 137) Atomkerne. Natürlich auftretende Isotope sind grün markiert; hellgrün = Radionuklide.

 

OZIsotone N = 82Isobare A = 137
45127Rh
46128Pd
47129Ag
48130Cd
49131In137In
50132Sn137Sn
51133Sb137Sb
52134Te137Te
53135I137I
54136Xe137Xe
55137Cs137Cs
56138Ba137Ba
57139La137La
58140Ce137Ce
59141Pr137Pr
60142Nd137Nd
61143Pm137Pm
62144Sm137Sm
63145Eu137Eu
64146Gd137Gd
65147Tb137Tb
66148Dy
67149Ho
68150Er
69151Tm
70152Yb
71153Lu
72154Hf
73155Ta

 

Externe Daten und Identifikatoren

CAS-Nummer:10045-97-3InChI Key:TVFDJXOCXUVLDH-RNFDNDRNSA-NSMILES:[137Cs]PubChem:ID 5486527Energieniveaus:NuDat 137Cs (Adopted Levels, Gammas)

Literatur und Quellen

[1] - NN:
Radiocäsium Kontamination & Lebensmittel.
In: Umweltanalysen, (2021).

[2] - NN:
Cäsiumfrei: Wilde Trüffel nicht radioaktiv belastet.
In: Internetchemie News, (2016).

 


Letzte Änderung am 27.09.2023.


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