منذ التسعينيات، كان أكبرتطبيق للعنصر هوفورمات السيزيوملسوائل الحفر، ولكن له مجموعة من التطبيقات في إنتاج الكهرباء والإلكترونيات والكيمياء. يبلغعمر النصف للنظير المشع السيزيوم 137 حوالي 30 عامًا ويستخدم في التطبيقات الطبية والمقاييس الصناعية والهيدرولوجيا. تعتبر مركبات السيزيوم غير المشعةسامة بشكل معتدل، ولكن ميل المعدن النقي للتفاعل بشكل متفجر مع الماء يعني أن السيزيوم يعتبر مادة خطرة، وأن النظائر المشعة تمثل خطرًا صحيًا وبيئيًا كبيرًا في البيئة.
يتم الحصول على الجزء الأكبر من فلز السيزيوم منكلوريد السيزيوم بعملية كيميائية. ويتأين السيزيوم بسهولة عندما يسخن أو يعرض للضوء، حيث يتميز بالخاصية الكهروضوئية، وبسبب هذه الخاصية يستخدم السيزيوم في صمامات المضاعف الضوئي التي تقيس الضوء الضعيف جدًا. ويدرس العلماء استعمال السيزيوم وقودًا في محركات الدَّسر الأيوني في العربات الفضائية، كما أنهم يجرون تجارب على أساليب توليد القدرة التي تدخل فيها عملية تأيين السيزيوم.
أملاح السيزيوم تعطي لونا أزرقا بنفسجيا عند تعريضها للمنطقة غير المضيئة في لهب بنزن.
اكتشف السيزيوم العالمان الألمانيانروبرت بنسنوغوستاف روبرت كيرشهوف عام 1860م خلال التحليل الطيفي للمياه المعدنية في بلدةدوركهايم[9]، وفي عام 1882م تمكن الكيميائي كارل ستربرگ من عزل الفلز النقي.
اكتشف السيزيوم الذي أخذ اسمه من الكلمةاللاتينية (caesius) التي تعني أزرق سماوي بسبب اللون الأزرق الفاتح الذي يوجد فيطيف الانبعاث. يعتبرالسيزيوم العنصر الأول الذي يكتشف بطريقة التحليل الطيفي وليس بطريقة كيمائية. يستخدم أيضاً في تصميم مناظير الرؤية الليلية نظراً لقدرته على الاستغناء عن إلكترونه بتأثيرالأشعة تحت الحمراء.
من بين جميع العناصر التي تكون صلبة في درجة حرارة الغرفة، يعتبر السيزيوم أنعم: فهو يحتوي على صلابة 0.2 موس. إنهمعدن شاحب مطيل للغاية، يغمق في وجود كميات ضئيلة منالأكسجين.[10][11][12] عند وجودالزيت المعدني (حيث من الأفضل الاحتفاظ به أثناء النقل)، فإنه يفقدبريقه المعدني ويأخذ مظهرًا رمادي باهتًا. تبلغدرجة انصهاره 28.5 °م (83.3 °ف)، مما يجعلها واحدة من المعادن الأساسية القليلة التي تكون سائلة بالقرب مندرجة حرارة الغرفة.الزئبق هو المعدن الأساسي المستقر الوحيد مع نقطة انصهار معروفة أقل من السيزيوم.[14][15] بالإضافة إلى ذلك، يحتوي المعدن علىدرجة غليان منخفضة نوعًا ما، 641 °م (1,186 °ف)، وهوأدنى مستوى بين جميع المعادن غير الزئبق.[16] مركباته تحترق باللون الأزرق[17][18] أو البنفسجي.[18]
يأتي اللون الذهبي للسيزيوم من تناقص وتيرة الضوء المطلوب لإثارة إلكترونات الفلزات القلوية أثناء نزول المجموعة. بالنسبة لليثيوم من خلال الروبيديوم، يكون هذا التردد في الأشعة فوق البنفسجية، ولكن بالنسبة للسيزيوم، فإنه يدخل في النهاية الزرقاء والبنفسجية للطيف. بمعنى آخر، يصبحالتردد البلازموني للمعادن القلوية أقل من الليثيوم إلى السيزيوم. وهكذا ينقل السيزيوم ويمتص جزئيًا الضوء البنفسجي بشكل تفضيلي بينما تنعكس الألوان الأخرى (ذات التردد المنخفض)؛ ومن ثم يبدو مصفر.[21]
معدن السيزيوم شديد التفاعل وشديدالاشتعال. يشتعل تلقائيًا في الهواء، ويتفاعل بشكل انفجاري مع الماء حتى في درجات الحرارة المنخفضة، أكثر من المعادن القلوية الأخرى (المجموعة الأولى منالجدول الدوري).[10] يتفاعل مع الجليد عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى −116 °م (−177 °ف).[15] بسبب هذه الفعالية العالية، يُصنف معدن السيزيوم على أنهمادة خطرة. يتم تخزينها وشحنها في هيدروكربونات جافة ومشبعة مثلالزيوت المعدنية. يمكن التعامل معها فقط تحتغاز خامل، مثلالأرجون. ومع ذلك، فإن انفجار ماء السيزيوم غالبًا ما يكون أقل قوة من انفجار ماءالصوديوم بكمية مماثلة من الصوديوم. وذلك لأن السيزيوم ينفجر فورًا عند ملامسته للماء، مما يترك القليل من الوقت لتراكم الهيدروجين.[22] يمكن تخزين السيزيوم فيأمبولاتزجاجية من البورسليكات محكمة الغلق. بكميات تزيد عن حوالي 100 غرام (3.5 أونصة)، يتم شحن السيزيوم في حاويات محكمة الغلق من الفولاذ المقاوم للصدأ.[10]
نموذج الكرة والعصا للتنسيق المكعب لـ Cs و Cl في CsCl
تحتوي معظم مركبات السيزيوم على العنصر مثلالكاتيونCs+، الذييرتبط أيونيًا بمجموعة متنوعة منالأنيونات. أحد الاستثناءات الجديرة بالملاحظة هو الأنيونالقيصريCs−)،[23] وأخرى هي الأكاسيد الفرعية المتعددة (انظر قسم الأكاسيد أدناه).
سيتفاعل خليط متكافئ من السيزيوموالذهب لتكوينأوريد السيزيوم الأصفر (Cs+ Au-) عند التسخين. أنيون الأوريد هنا يتصرف مثلهالوجين زائف. يتفاعل المركب بعنف مع الماء، وينتجهيدروكسيد السيزيوم، والذهب المعدني، وغاز الهيدروجين؛ في الأمونيا السائلة يمكن أن يتفاعل مع راتينج التبادل الأيوني للسيزيوم لإنتاج أوريد رباعي ميثيل الأمونيوم. ويماثلالبلاتين مركب والأحمر السيزيوم بلاتينيد (Cs2 Pt)، يحتوي على أيون بلاتينيد أن تتصرف كما الزائفةكالكوجين.[27]
مثل كل الكاتيونات المعدنية،تشكل Cs + معقدات معقواعد لويس في المحلول. نظرًا لحجمها الكبير، تتبنىCs +عادةً أرقام تنسيق أكبر من 6، وهو الرقم النموذجي للكاتيونات المعدنية القلوية الأصغر. يتضح هذا الاختلاف في التنسيق 8 لـ CsCl. هذا العدد الكبير التنسيقونعومة (الميل إلى سندات شكل التساهمية) وخصائص استغلالها في فصل جيم+ من الكاتيونات الأخرى في معالجة النفايات النووية، حيث يجب فصل137 Cs+ من كميات كبيرة من امشع K+.[28]
فلوريد السيزيوم (CSF) هواسترطابي صلبة بيضاء يستخدم على نطاق واسع فيكيمياء الفلور العضوي كمصدر للفلوريد الأنيونات.[30] يحتوي فلوريد السيزيوم على بنية الهاليت، مما يعني أن Cs+ وF- حزمة فيأقرب مجموعة معبأة مثل Na+ وCl- فيكلوريد الصوديوم.[25] والجدير بالذكر أن السيزيوم والفلور لديهم أدنى وأعلىكهربية، على التوالي، من بين جميع العناصر المعروفة.
يتبلور كلوريد السيزيوم (CsCl) فينظام بلوري مكعب بسيط. يسمى أيضًا «هيكل كلوريد السيزيوم»،[31] يتكون هذا الشكل الهيكلي من شبكةمكعبة بدائية ذات أساس ثنائي الذرة، لكل منهاتنسيق ثمانية أضعاف؛ تقع ذرات الكلوريد على النقاط الشبكية عند حواف المكعب، بينما تقع ذرات السيزيوم في الفتحات الموجودة في مركز المكعبات. ويشاطر هذا الهيكل معCsBrومنظمة التضامن المسيحي الدولية، والعديد من المركبات الأخرى التي لا تحتوي على خدمات العملاء. في المقابل، تحتوي معظم الهاليدات القلوية الأخرى علىهيكل كلوريد الصوديوم (NaCl).[31] يُفضل استخدام بنية CsCl لأن Cs+ لهانصف قطر أيوني يبلغ 174 مساءا وCl− 181 مساء.[32]
أكثر من المعادن القلوية الأخرى، يشكل السيزيوم العديد من المركبات الثنائية معالأكسجين. عندما يحترق السيزيوم في الهواء، فإنأكسيد الفائقCsO2CsO2 هو المنتج الرئيسي.[33]أكسيد السيزيوم «العادي» (Cs2O) تشكل بلوراتسداسية[34] وهي الأكسيد الوحيدCdCl2 نوع.[35] يتبخر عند 250 °م (482 °ف)، ويتحلل إلى معدن السيزيوموبيروكسيدCs2O2 عند درجات حرارة أعلى من 400 °م (752 °ف). بالإضافة إلى الأكسيد الفائقوالأوزونCsO3،[36][37] كما تمت دراسةالعديد من الأكاسيد الفرعية ذات الألوان الزاهية.[38] وتشمل هذهCs7O،Cs4O،Cs11O3،Cs3O (أخضر غامق[39])، CsO،Cs3O2،[40] وكذلكCs7O2.[41][42] قد يتم تسخين الأخير في فراغ لتوليدCs2O.[35] توجد أيضًا مركبات ثنائية تحتوي علىالكبريتوالسيلينيوموالتيلوريوم.[10]
تتمتع135 Cs المشعة بعمر نصفي طويل جدًا يبلغ حوالي 2.3 مليون سنة، الأطول بين جميع نظائر السيزيوم المشعة.137 Csو134 Cs لها فترات نصف عمر 30 وسنتين على التوالي.يتحلل 137 Cs إلى137m Ba عن طريقتسوس بيتا قصير العمر، ثم إلى الباريوم غير المشع، بينمايتحول 134 Cs إلى134 Ba مباشرة. تتمتع النظائر ذات الأعداد الكتلية 129 و131 و132 و136 بنصف عمر يتراوح بين يوم وأسبوعين، في حين أن معظم النظائر الأخرى لها نصف عمر من بضع ثوانٍ إلى أجزاء من الثانية. يوجد ما لا يقل عن 21 منالأيزومرات النووية المستقرة. بخلاف134 مترًا مكعبًا (مع عمر نصف أقل بقليل من 3 ساعات)، كلها غير مستقرة للغاية وتتحلل مع نصف عمر لبضع دقائق أو أقل.[46][47]
تقريبا كل السيزيوم المنتج من الانشطار النووي يأتي مناضمحلال بيتا لمنتجات الانشطار الغنية بالنيوترونات في الأصل، والتي تمر عبرنظائر مختلفة من اليودوالزينون.[53] نظرًا لأن اليود والزينون متقلبان ويمكنهما الانتشار من خلال الوقود النووي أو الهواء، غالبًا ما يتم إنشاء السيزيوم المشع بعيدًا عن الموقع الأصلي للانشطار.[54] معتجارب الأسلحة النووية في الخمسينيات وحتى الثمانينيات، تم إطلاق137Cs في الغلاف الجوي وعاد إلى سطح الأرض كعنصر منالسقوط الإشعاعي. إنها علامة جاهزة لحركة التربة والرواسب من تلك الأوقات.[10]
السيزيوم عنصر نادر نسبيًا، يقدر بمتوسط 3 أجزاء في المليون فيقشرة الأرض.[55] إنه العنصر الخامس والأربعون الأكثر وفرة والمركز السادس والثلاثون بين المعادن. ومع ذلك، فهو أكثر وفرة من عناصر مثلالأنتيمون،والكادميوم،والقصدير،والتنغستن، كما أنه أكثر وفرة بمرتبتين من الزئبقوالفضة؛ إنه 3.3٪ وفير مثلالروبيديوم الذي يرتبط به ارتباطًا وثيقًا كيميائيًا.[10]
بسببنصف قطره الأيوني الكبير، يعتبر السيزيوم أحد «العناصر غير المتوافقة».[56] أثناءتبلور الصهارة، يتركز السيزيوم في الطور السائل ويتبلور أخيرًا. لذلك، فإن أكبر رواسب السيزيوم هيأجسام خام البغماتيت في المنطقة التي تشكلت بواسطة عملية التخصيب هذه. لأن السيزيوم لا بديلا عنالبوتاسيوم كما بسهولة الروبيديوم لا، المعادن القلوية المتبخراتالسلفيت (بوكل)وكارنالايتKMgCl3·6H2O) قد تحتوي فقط على 0.002٪ سيزيوم. وبالتالي، يوجد السيزيوم في عدد قليل من المعادن. يمكن العثور على كميات النسبة المئوية من السيزيوم فيالبريل (Be3Al2(SiO3)6)وأفوجادريت ((K,Cs)BF4)، حتى 15 بالوزن٪ Cs2O في البيزوتايت المعدني وثيق الصلة (Cs(Be2Li)Al2Si6O18)، حتى 8.4 بالوزن٪ Cs2 O في المعادن النادرة فيلندنيت ((Cs,K)Al4Be4(B,Be)12O28)، وأقل فيالروديزيت الأكثر انتشارًا.[10] الخام الوحيد المهم اقتصاديًا للسيزيوم هوالملوثاتCs(AlSi2O6) التي وجدت في عدد قليل من الأماكن في جميع أنحاء العالم في بيغماتيت مخصصة، ويرتبط مع أكثر تجاريا مهمةالليثيوم المعادن،اللبيدوليتوبيتاليت. داخل البيغماتيت، ينتج عن حجم الحبوب الكبير والفصل القوي للمعادن خامًا عالي الجودة للتعدين.[57]
أهم وأغنى مصدر معروف للسيزيوم في العالم هومنجم تانكو فيبحيرة بيرنيك فيمانيتوبا، كندا، ويقدر أنه يحتوي على 350.000 الأطنان المترية من خام الملوثات، والتي تمثل أكثر من ثلثي قاعدة احتياطي العالم.[57][58] على الرغم من أن المحتوى المتكافئ للسيزيوم في الملوثات يبلغ 42.6٪، إلا أن عينات الملوثات النقية من هذا الرواسب تحتوي فقط على حوالي 34٪ سيزيوم، بينما يبلغ متوسط المحتوى 24 بالوزن ٪.[58] يحتوي الملوث التجاري على أكثر من 19٪ سيزيوم.[59]وبيكيتا إيداع البغماتيت ضرب من الغرنيت فيزيمبابوي ويتم استخراج لبيتاليت، ولكن كما أنه يحتوي على كمية كبيرة من بولوسيت. مصدر آخر بارز للتلوث فيصحراء كاريبيب،ناميبيا.[58] بالمعدل الحالي للإنتاج العالمي للمناجم من 5 إلى 10 طن متري في السنة، وسوف تستمر الاحتياطيات لآلاف السنين.[10]
يعد تعدين وتنقية خام الملوثات عملية انتقائية ويتم إجراؤها على نطاق أصغر من معظم المعادن الأخرى. يتم سحق الخام، وفرزه يدويًا، ولكن لا يتم تركيزه عادةً، ثم يتم طحنه. يتم بعد ذلك استخلاص السيزيوم من الملوثات بشكل أساسي من خلال ثلاث طرق: هضم الحمض، والتحلل القلوي، والاختزال المباشر.[10][60]
في عملية الهضم الحمضي، يتم إذابة صخور ملوثاتالسيليكاتبأحماض قوية، مثل الهيدروكلوريك (HCl)،والكبريتيك (H2SO4)،أحماض هيدروبروميك (HBr)، أوهيدروفلوريك (HF). مع حمض الهيدروكلوريك، يتم إنتاج خليط من الكلوريدات الذائبة، ويتم ترسيب أملاح الكلوريد المزدوجة غير القابلة للذوبان من السيزيوم على هيئة كلوريد الأنتيمون السيزيوم (Cs4SbCl7)، كلوريد اليود السيزيوم (Cs2ICl)، أو سداسي كلور السيزيوم (Cs2(CeCl6)). بعد الفصل، يتحلل الملح المزدوج المترسب النقي، ويتم ترسيب CsCl النقي عن طريق تبخير الماء.
ينتج عن طريقة حمض الكبريتيك الملح المزدوج غير القابل للذوبان مباشرة مثلشب السيزيوم (CsAl(SO4)2·12H2O).وكبريتات الألمنيوم يتم تحويل عنصر إلى غير قابلة للذوبانأكسيد الألومنيوم عن طريق تحميص الشب معالكربون، والمنتج الناتجةترشح بالماء لتسفر عنCs2SO4 حل.[10]
تحميص التلوثبكربوناتالكالسيوم وكلوريد الكالسيوم ينتج سيليكات الكالسيوم غير القابلة للذوبان وكلوريد السيزيوم القابل للذوبان. النض بالماء أوالأمونيا المخففة (NH4OH) ينتج محلول كلوريد مخفف (CsCl). يمكن تبخير هذا المحلول لإنتاج كلوريد السيزيوم أو تحويله إلى شب السيزيوم أو كربونات السيزيوم. على الرغم من أنه ليس مجديًا تجاريًا، يمكن تقليل الخام مباشرة بالبوتاسيوم أو الصوديوم أو الكالسيوم في الفراغ يمكن أن ينتج معدن السيزيوم مباشرة.[10]
يتم تحويل معظم السيزيوم المستخرج (مثل الأملاح) مباشرة إلىفورمات السيزيوم (HCOO- Cs+) لتطبيقات مثلالتنقيب عن النفط. لتزويد السوق النامية،قامت شركة كابوت ببناء مصنع إنتاج في عام 1997 في منجم تانكو بالقرب من بحيرة بيرنيك في مانيتوبا، بسعة 12,000 برميل (1,900 م3) سنويا من محلول فورمات السيزيوم.[61] المركبات التجارية الأولية الأصغر حجمًا للسيزيوم هيكلوريدونترات السيزيوم.[62]
بشكل بديل، يمكن الحصول على فلز السيزيوم من المركبات النقية المشتقة من الركاز. يمكن تقليل كلوريد السيزيوم وهاليدات السيزيوم الأخرى عند 700 إلى 800 °م (1,292 إلى 1,472 °ف) مع الكالسيوم أوالباريوم، ومعدن السيزيوم المقطر من النتيجة. بنفس الطريقة، يمكن تقليل الألومينات أو الكربونات أو الهيدروكسيد بواسطةالمغنيسيوم.[10]
يمكن أيضًا عزل المعدن عن طريقالتحليل الكهربائيلسيانيد السيزيوم المنصهر (CsCN). يمكن إنتاج سيزيوم نقي وخالي من الغاز بشكل استثنائي بواسطة 390 °م (734 °ف) التحلل الحراري من السيزيومأزيدCsN3، والتي يمكن إنتاجها من كبريتات السيزيوم المائية وأزيد الباريوم.[60] في تطبيقات الفراغ، يمكن أن يتفاعلثنائي كروماتالسيزيوم مع الزركونيوم لإنتاج معدن سيزيوم نقي بدون منتجات غازية أخرى.[62]
Cs2Cr2O7 + 2Zr → 2Cs + 2ZrO2+Cr2O3
كان سعر السيزيوم النقي 99.8٪ (أساس معدني) في عام 2009 حوالي $10 لكل غرام ($280/أونصة)، لكن المركبات أرخص بكثير.[58]
للحصول على عينة نقية من السيزيوم 44,000 لتر (9,700 غالون إمب؛ 12,000 غال-أمريكي) من المياه المعدنية لابد من تبخيرها لإنتاج 240 كيلوغرام (530 رطل) من محلول ملح مركز.ترسبت معادن الأرض القلوية إما على شكل كبريتات أوأكسالات، تاركة المعدن القلوي في المحلول. بعد التحويل إلىالنترات والاستخلاصبالإيثانول، يتم الحصول على خليط خالٍ من الصوديوم. من هذا الخليط، تم ترسيب الليثيوم بواسطةكربونات الأمونيوم. يتكون البوتاسيوم والروبيديوم والسيزيوم من أملاح غير قابلة للذوبان معحمض الكلوروبلاتينيك، ولكن هذه الأملاح تظهر اختلافًا طفيفًا في قابلية الذوبان في الماء الساخن، وتم الحصول على سداسي كلورو بلاتيناتالسيزيوم والروبيديوم الأقل قابلية للذوبان ((Cs، Rb) 2PtCl 6) عن طريقالتبلور الجزئي. بعد اختزال سداسي كلورو بلاتيناتالهيدروجين، تم فصل السيزيوم والروبيديوم عن طريق الاختلاف في قابلية ذوبان كربوناتهم في الكحول. أسفرت العملية عن 9.2 غرام (0.32 أونصة) منكلوريد الروبيديوم و7.3 غرام (0.26 أونصة) من كلوريد السيزيوم من 44000 الأولي لترات من المياه المعدنية.[64]
من كلوريد السيزيوم، قدر العالمانالوزن الذري للعنصر الجديد بـ 123.35 (مقارنةً بالوزن المقبول حاليًا وهو 132.9).[64] لقد حاولوا توليد عنصر السيزيوم عن طريق التحليل الكهربائي لكلوريد السيزيوم المصهور، ولكن بدلاً من المعدن، حصلوا على مادة زرقاء متجانسة «لا تظهر تحت العين المجردة ولا تحت المجهر أدنى أثر للمادة المعدنية»؛ نتيجة لذلك، قاموا بتعيينه على أنهكلوريد فرعي (Cs2Cl). في الواقع، ربما كان المنتج عبارة عنخليط غرواني من المعدن وكلوريد السيزيوم.[67] أدى التحليل الكهربائي للمحلول المائي للكلوريد باستخدام كاثود الزئبق إلى إنتاج ملغم سيزيوم يتحلل بسهولة تحت الظروف المائية.[64] تم عزل المعدن النقي في النهاية من قبل الكيميائي الألمانيكارل ستيربيرج أثناء عمله على الدكتوراه معكيكولي وبونسن.[65] في عام 1882، أنتج معدن السيزيوم عن طريق التحليل الكهربائيللسيانيد، متجنبًا مشاكل الكلوريد.[68]
يستخدم السيزيوم فيالساعات الذرية، أدوات الحفر النفطية، الألواح الشمسية.يستخدم في علاج سرطان الثدى ومرض هودجكن. يستخدم في صنع الخلايا الكهروَضوئية. قد استفيد من الخواص الكهرضوئية للسيزيوم في تصنيع جهاز الأنتروسكوب الذي يسمح برؤية باطن الأجسام غير الشفافة
أكبر استخدام في الوقت الحاضر للسيزيوم غير المشع هو فيسوائل حفرفورمات السيزيوملصناعة النفط الاستخراجي.[10] تم تطوير المحاليل المائية لفورمات السيزيوم (HCOO- Cs+) - التي يتم تصنيعها عن طريق تفاعل هيدروكسيد السيزيوم معحمض الفورميك - في منتصف التسعينيات لاستخدامها في حفر آبار النفطوسوائل التكميل. تتمثل وظيفة مائع الحفر في تشحيم لقم الثقب، وإحضار قطع الصخور إلى السطح، والحفاظ على الضغط على التكوين أثناء حفر البئر. تساعد سوائل الإنجاز على تمركز أجهزة التحكم بعد الحفر ولكن قبل الإنتاج من خلال الحفاظ على الضغط.[10]
الكثافة العالية لمحلول ملحي فورمات السيزيوم (حتى 2.3 ز / سم3، أو 19.2 رطل لكل جالون)،[48] جانب الطبيعة الحميدة نسبيًا لمعظم مركبات السيزيوم، يقلل من الحاجة إلى المواد الصلبة المعلقة عالية الكثافة السامة في مائع الحفر - وهي ميزة تكنولوجية وهندسية وبيئية مهمة. على عكس مكونات العديد من السوائل الثقيلة الأخرى، فإن فورمات السيزيوم صديقة للبيئة نسبيًا.[48] يمكن مزج محلول فورمات السيزيوم مع فورمات البوتاسيوم والصوديوم لتقليل كثافة السوائل إلى كثافة الماء (1.0 ز / سم3، أو 8.3 جنيه لكل جالون). علاوة على ذلك، فهو قابل للتحلل البيولوجي ويمكن إعادة تدويره، وهو أمر مهم نظرًا لارتفاع تكلفته (حوالي 4000 دولار أمريكي) لكلبرميل في عام 2001).[71] تعتبر الفورمات القلوية آمنة في التعامل معها ولا تلحق الضرر بالتكوين المنتج أو المعادن الموجودة في قاع البئر كبديل للتآكل،ZnBr2عالي الكثافة (مثل بروميد الزنكZnBr2) الحلول) تفعل في بعض الأحيان ؛ كما أنها تتطلب تنظيفًا أقل وتقليل تكاليف التخلص منها.[10]
تستخدمالساعات الذرية القائمة على السيزيومالتحولات الكهرومغناطيسية فيالبنية فائقة الدقة لذرات السيزيوم -133 كنقطة مرجعية.صنع لويس إيسن أول ساعة دقيقة للسيزيوم في عام 1955 فيالمختبر الفيزيائي الوطني في المملكة المتحدة.[72] لقد تحسنت ساعات السيزيوم على مدى نصف القرن الماضي وتعتبر «أدق إنجاز للوحدة التي حققتها البشرية حتى الآن».[70] تقيس هذه الساعات التردد بخطأ من 2 إلى 3 أجزاء في 1014، والتي تتوافق مع دقة 2 نانوثانية في اليوم، أو ثانية واحدة في 1.4 مليون سنين. أحدث الإصدارات أكثر دقة من جزء واحد في 1015، أي حوالي ثانية واحدة في 20 ملايين السنوات.[10]معيار السيزيوم هو المعيار الأساسي لقياسات الوقت والتردد المتوافقة مع المعايير.[73] تنظم ساعات السيزيوم توقيت شبكات الهاتف الخلوي والإنترنت.[74]
الرمز الثاني، s، هو وحدة SI للوقت. يتم تعريفه من خلال اتخاذ القيمة العددية الثابتة للتردد السيزيومΔνCs ورابط الجأش للدولة أرض الواقع التردد فائق الدقة الانتقال للذرة السيزيوم 133، ليكون9192631770 عند المعبر عنها بوحدةهرتز، والتي تساوي الصورة−1.
مولدات بخار السيزيوم الحرارية هي أجهزة منخفضة الطاقة تحول الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية.في محول الأنبوب المفرغ ثنائي القطب، يعمل السيزيوم على تحييد شحنة الفضاء بالقرب من الكاثود ويعزز تدفق التيار.[75]
يوديد السيزيوم (CSI)،بروميد (CsBr) وفلوريد السيزيوم يعملون (CSF) بلورات لوماضة فيعدادات التلألؤ تستخدم على نطاق واسع في الفيزياء الاستكشاف والجسيمات المعدنية البحوث للكشف عنأشعة غاماوالأشعة السينية الإشعاع. لكونه عنصرًا ثقيلًا، يوفر السيزيوم قوة إيقاف جيدة مع اكتشاف أفضل. قد توفر مركبات السيزيوم استجابة أسرع (CsF) وتكون أقل استرطابية (CsI).
السيزيوم 137 هونظير مشع شائع الاستخدامكباعث لأشعة جاما في التطبيقات الصناعية. تشمل مزاياها نصف عمر يبلغ حوالي 30 عامًا، وتوفرها مندورة الوقود النووي،و137 Ba كمنتج نهائي مستقر. القابلية العالية للذوبان في الماء هي عيب يجعلها غير متوافقة مع مشعات المسابح الكبيرة للأغذية والمستلزمات الطبية.[86] لقد تم استخدامه في الزراعة وعلاج السرطانوتعقيم الطعام وحمأة الصرف الصحي والمعدات الجراحية.[10][87] تم استخدامالنظائر المشعة للسيزيوم فيالأجهزة الإشعاعية في المجال الطبي لعلاج أنواع معينة من السرطان،[88] ولكن ظهور بدائل أفضل واستخدام كلوريد السيزيوم القابل للذوبان في الماء في المصادر، مما قد يؤدي إلى تلوث واسع النطاق تدريجيًا ضع بعض مصادر السيزيوم خارج نطاق الاستخدام.[89][90] تم استخدام السيزيوم 137 في مجموعة متنوعة من مقاييس القياس الصناعية، بما في ذلك مقاييس الرطوبة والكثافة والتسوية والسمك.[91] كما تم استخدامه في أجهزةتسجيل الآبارلقياس كثافة الإلكترون للتكوينات الصخرية، وهو ما يماثل الكثافة الظاهرية للتكوينات.[92]
تم استخدام السيزيوم 137 فيالدراسات الهيدرولوجية المماثلة لتلك التي تحتوي علىالتريتيوم. باعتباره منتجًا مبتكرًا لاختبار القنبلة الانشطارية من الخمسينيات وحتى منتصف الثمانينيات، تم إطلاق السيزيوم 137 في الغلاف الجوي، حيث تم امتصاصه بسهولة في المحلول. يسمح التباين المعروف من سنة إلى أخرى خلال تلك الفترة بالارتباط مع طبقات التربة والرواسب. تم استخدام السيزيوم -134، وبدرجة أقل السيزيوم -135، في الهيدرولوجيا لقياس إنتاج السيزيوم في صناعة الطاقة النووية. في حين أنها أقل انتشارًا من أي من السيزيوم 133 أو السيزيوم 137، فإن هذه النظائر الخيطية تنتج فقط من مصادر بشرية المنشأ.[93]
تم تقييم أملاح السيزيوم على أنها كواشف مضادة للصدمة بعدتناول أدوية الزرنيخ. لكن بسبب تأثيرها على إيقاعات القلب، تقل احتمالية استخدامها مقارنة بأملاح البوتاسيوم أو الروبيديوم. كما تم استخدامها لعلاجالصرع.[10]
تعتبر مركبات السيزيوم غير المشعة سامة بدرجة معتدلة، ولا يمثل السيزيوم غير المشع خطرًا بيئيًا كبيرًا. نظرًا لأن العمليات الكيميائية الحيوية يمكن أن تخلط وتستبدل السيزيومبالبوتاسيوم، فإن زيادة السيزيوم يمكن أن تؤدي إلىنقص بوتاسيوم الدم،وعدم انتظام ضربات القلب،والسكتة القلبية الحادة، ولكن هذه الكميات لن تصادف عادةً في المصادر الطبيعية.[103][104]
معدن السيزيوم هو أحد العناصر الأكثر تفاعلاً وهو شديدالانفجار في وجود الماء. يتم تسخين غاز الهيدروجين الناتج عن التفاعل بواسطة الطاقة الحرارية المنبعثة في نفس الوقت، مما يتسبب في الاشتعال والانفجار العنيف. يمكن أن يحدث هذا مع معادن قلوية أخرى، لكن السيزيوم قوي جدًا لدرجة أن هذا التفاعل المتفجر يمكن أن يحدث حتى عن طريق الماء البارد.[10]
النظائر134 و137 موجودة فيالمحيط الحيوي بكميات صغيرة من الأنشطة البشرية، تختلف حسب الموقع. لا يتراكم المشع في الجسم بسهولة مثل نواتج الانشطار الأخرى (مثل اليود المشع وراديوالسترونتيوم). حوالي 10٪ من المشع الممتص يغسل خارج الجسم بسرعة نسبيًا في العرق والبول. أما النسبة المتبقية البالغة 90٪ فلديها نصف عمر بيولوجي يتراوح بين 50 و150 يومًا.[106] الراديوكيزيوم يتبع البوتاسيوم ويميل إلى التراكم في أنسجة النبات، بما في ذلك الفواكه والخضروات.[107][108][109] تتنوع النباتات على نطاق واسع في امتصاص السيزيوم، وفي بعض الأحيان تظهر مقاومة كبيرة له. كما تم توثيقه جيدا أن الفطر من الغابات الملوثة تتراكم المشع (السيزيوم 137) في الفطرية مثلثمرة البوغية.[110] كان تراكم السيزيوم 137 في البحيرات مصدر قلق كبير بعدكارثة تشيرنوبيل.[111][112] أظهرت التجارب مع الكلاب أن جرعة واحدة مقدارها 3.8مليون قرش (140 MBq، 4.1 ميكروغرام من السيزيوم 137) لكل كيلوغرام مميت في غضون ثلاثة أسابيع ؛[113] الكميات الصغيرة قد تسبب العقم والسرطان.[114]حذرت الوكالة الدولية للطاقة الذرية ومصادر أخرى من أن المواد المشعة مثل السيزيوم 137 يمكن استخدامها في أجهزة التشتت الإشعاعي أو «القنابل القذرة».[115]
الجزء من إجمالي جرعة الإشعاع (في الهواء) الذي ساهم به كل نظير تم رسمه مقابل الوقت بعدكارثة تشيرنوبيل . أصبح السيزيوم 137 المصدر الرئيسي للإشعاع بعد حوالي 200 يوم من وقوع الحادث.[116]
^"Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds".Handbook of Chemistry and Physics(PDF) (ط. 81st). CRC press. اطلع عليه بتاريخ2010-09-26.
^International Union of Pure and Applied Chemistry (2005).Nomenclature of Inorganic Chemistry (IUPAC Recommendations 2005). Cambridge (UK): Royal Society of Chemistry–International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). (ردمك0-85404-438-8). pp. 248–49.نسخة إلكترونية باللغة الإنجليزية..
^OED entry for "caesium". Second edition, 1989; online version June 2012. Retrieved 07 September 2012. Earlier version first published inNew English Dictionary, 1888."نسخة مؤرشفة". مؤرشف منالأصل في 2021-05-04. اطلع عليه بتاريخ2022-02-25.{{استشهاد ويب}}:الوسيط|حالة المسار=unknown غير صالح (مساعدة)
^Along withروبيديوم 39 °م (102 °ف),فرانسيوم (estimated at 27 °م [81 °ف]),زئبق (−39 °م [−38 °ف]), andغاليوم (30 °م [86 °ف]); bromine is also liquid at room temperature (melting at −7.2 °م [19.0 °ف]), but it is aهالوجين and not a metal. Preliminary work withكوبرنيسيوم andفليروفيوم suggests that they are gaseous metals at room temperature.
^{{استشهاد ويب| مسار = http://pubs.usgs.gov/of/2004/1432/2004-1432.pdf| عنوان =}}
^"Francium". Periodic.lanl.gov. مؤرشف منالأصل في 2021-10-06. اطلع عليه بتاريخ2010-02-23.
^The radioactive elementفرانسيوم may also have a lower melting point, but its radioactivity prevents enough of it from being isolated for direct testing.[13]كوبرنيسيوم andفليروفيوم may also have lower melting points.
^Deiseroth، H. J. (1997). "Alkali metal amalgams, a group of unusual alloys".Progress in Solid State Chemistry. ج. 25 ع. 1–2: 73–123.DOI:10.1016/S0079-6786(97)81004-7.
^Addison، C. C. (1984).The chemistry of the liquid alkali metals. Wiley. ص. 7.ISBN:9780471905080.
^Gray, Theodore (2012)The Elements, Black Dog & Leventhal Publishers, p. 131, (ردمك1-57912-895-5).
^Moyer، Bruce A.؛ Birdwell، Joseph F.؛ Bonnesen، Peter V.؛ Delmau، Laetitia H. (2005).Use of Macrocycles in Nuclear-Waste Cleanup: A Realworld Application of a Calixcrown in Cesium Separation Technology. ص. 383–405.DOI:10.1007/1-4020-3687-6_24.ISBN:978-1-4020-3364-3.{{استشهاد بكتاب}}:تجاهل المحلل الوسيط|عمل= (مساعدة)
^Evans, F. W.؛ Litt, M. H.؛ Weidler-Kubanek, A. M.؛ Avonda, F. P. (1968). "Reactions Catalyzed by Potassium Fluoride. 111. The Knoevenagel Reaction".Journal of Organic Chemistry. ج. 33 ع. 5: 1837–1839.DOI:10.1021/jo01269a028.
^ابHolleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). "Vergleichende Übersicht über die Gruppe der Alkalimetalle".Lehrbuch der Anorganischen Chemie (بالألمانية) (91–100 ed.). Walter de Gruyter. pp. 953–955.ISBN:978-3-11-007511-3.
^Vol'nov، I. I.؛ Matveev، V. V. (1963). "Synthesis of cesium ozonide through cesium superoxide".Bulletin of the Academy of Sciences, USSR Division of Chemical Science. ج. 12 ع. 6: 1040–1043.DOI:10.1007/BF00845494.
^Tsai، Khi-Ruey؛ Harris، P. M.؛ Lassettre، E. N. (1956). "The Crystal Structure of Tricesium Monoxide".Journal of Physical Chemistry. ج. 60 ع. 3: 345–347.DOI:10.1021/j150537a023.
^Okamoto، H. (2009). "Cs-O (Cesium-Oxygen)".Journal of Phase Equilibria and Diffusion. ج. 31: 86–87.DOI:10.1007/s11669-009-9636-5.
^Band، A.؛ Albu-Yaron، A.؛ Livneh، T.؛ Cohen، H.؛ Feldman، Y.؛ Shimon، L.؛ Popovitz-Biro، R.؛ Lyahovitskaya، V.؛ Tenne، R. (2004). "Characterization of Oxides of Cesium".The Journal of Physical Chemistry B. ج. 108 ع. 33: 12360–12367.DOI:10.1021/jp036432o.
^Brauer، G. (1947). "Untersuchungen ber das System Csium-Sauerstoff".Zeitschrift für Anorganische Chemie. ج. 255 ع. 1–3: 101–124.DOI:10.1002/zaac.19472550110.
^Taylor، V. F.؛ Evans، R. D.؛ Cornett، R. J. (2008). "Preliminary evaluation of135Cs/137Cs as a forensic tool for identifying source of radioactive contamination".Journal of Environmental Radioactivity. ج. 99 ع. 1: 109–118.DOI:10.1016/j.jenvrad.2007.07.006.PMID:17869392.
^Kase، Takeshi؛ Konashi، Kenji؛ Takahashi، Hiroshi؛ Hirao، Yasuo (1993). "Transmutation of Cesium-137 Using Proton Accelerator".Journal of Nuclear Science and Technology. ج. 30 ع. 9: 911–918.DOI:10.3327/jnst.30.911.
^Knief، Ronald Allen (1992)."Fission Fragments".Nuclear engineering: theory and technology of commercial nuclear power. Taylor & Francis. ص. 42.ISBN:978-1-56032-088-3.
^Ishiwatari، N.؛ Nagai، H. "Release of xenon-137 and iodine-137 from UO2 pellet by pulse neutron irradiation at NSRR".Nippon Genshiryoku Gakkaishi. ج. 23 ع. 11: 843–850.OSTI:5714707.
^ابجدPolyak، Désirée E."Cesium". U.S. Geological Survey. مؤرشف منالأصل(PDF) في 2021-11-01. اطلع عليه بتاريخ2009-10-17.
^Norton، J. J. (1973)."Lithium, cesium, and rubidium—The rare alkali metals". في Brobst, D. A.؛ Pratt, W. P. (المحررون).United States mineral resources. U.S. Geological Survey Professional. ج. Paper 820. ص. 365–378. مؤرشف منالأصل في 2010-07-21. اطلع عليه بتاريخ2010-09-26.
^ابBurt، R. O. (1993). "Caesium and cesium compounds".Kirk-Othmer encyclopedia of chemical technology (ط. 4th). New York: John Wiley & Sons, Inc. ج. 5. ص. 749–764.ISBN:978-0-471-48494-3.
^Strod، A. J. (1957). "Cesium—A new industrial metal".American Ceramic Bulletin. ج. 36 ع. 6: 212–213.
^اب"Cesium Atoms at Work". Time Service Department—U.S. Naval Observatory—Department of the Navy. مؤرشف منالأصل في 2015-02-23. اطلع عليه بتاريخ2009-12-20.
^Flatern، Rick (2001). "Keeping cool in the HPHT environment".Offshore Engineer ع. February: 33–37.
^Rasor، Ned S.؛ Warner، Charles (سبتمبر 1964). "Correlation of Emission Processes for Adsorbed Alkali Films on Metal Surfaces".Journal of Applied Physics. ج. 35 ع. 9: 2589–2600.Bibcode:1964JAP....35.2589R.DOI:10.1063/1.1713806.
^Haven، Mary C.؛ Tetrault، Gregory A.؛ Schenken، Jerald R. (1994)."Internal Standards".Laboratory instrumentation. New York: John Wiley and Sons. ص. 108.ISBN:978-0-471-28572-4.
^Burt، R. O. (1993). "Cesium and cesium compounds".Kirk-Othmer encyclopedia of chemical technology (ط. 4th). New York: John Wiley & Sons. ج. 5. ص. 759.ISBN:978-0-471-15158-6.
^Friestad, Gregory K.; Branchaud, Bruce P.; Navarrini, Walter and Sansotera, Maurizio (2007) "Cesium Fluoride" inEncyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, John Wiley & Sons.دُوِي:10.1002/047084289X.rc050.pub2
^Marcucci، M. G.؛ Polk، J. E. (2000). "NSTAR Xenon Ion Thruster on Deep Space 1: Ground and flight tests (invited)".Review of Scientific Instruments. ج. 71 ع. 3: 1389–1400.Bibcode:2000RScI...71.1389M.DOI:10.1063/1.1150468.
^"LUU-19 Flare". Federation of American Scientists. 23 أبريل 2000. مؤرشف منالأصل في 2010-08-06. اطلع عليه بتاريخ2009-12-12.
^Charrier، E.؛ Charsley، E. L.؛ Laye، P. G.؛ Markham، H. M.؛ Berger، B.؛ Griffiths، T. T. (2006). "Determination of the temperature and enthalpy of the solid–solid phase transition of caesium nitrate by differential scanning calorimetry".Thermochimica Acta. ج. 445: 36–39.DOI:10.1016/j.tca.2006.04.002.
^Roskill Information Services (1984).Economics of Caesium and Rubidium (Reports on Metals & Minerals). London, United Kingdom: Roskill Information Services. ص. 51.ISBN:978-0-86214-250-6.
^Melnikov، P.؛ Zanoni، L. Z. (يونيو 2010). "Clinical effects of cesium intake".Biological Trace Element Research. ج. 135 ع. 1–3: 1–9.DOI:10.1007/s12011-009-8486-7.PMID:19655100.
^Pinsky، Carl؛ Bose، Ranjan؛ Taylor، J. R.؛ McKee، Jasper؛ Lapointe، Claude؛ Birchall، James (1981). "Cesium in mammals: Acute toxicity, organ changes and tissue accumulation".Journal of Environmental Science and Health, Part A. ج. 16 ع. 5: 549–567.DOI:10.1080/10934528109375003.
^Nishita، H.؛ Dixon، D.؛ Larson، K. H. (1962). "Accumulation of Cs and K and growth of bean plants in nutrient solution and soils".Plant and Soil. ج. 17 ع. 2: 221–242.DOI:10.1007/BF01376226.
^Avery، S. (1996). "Fate of caesium in the environment: Distribution between the abiotic and biotic components of aquatic and terrestrial ecosystems".Journal of Environmental Radioactivity. ج. 30 ع. 2: 139–171.DOI:10.1016/0265-931X(96)89276-9.
^Eremeev، V. N.؛ Chudinovskikh، T. V.؛ Batrakov، G. F.؛ Ivanova، T. M. (1991). "Radioactive isotopes of caesium in the waters and near-water atmospheric layer of the Black Sea".Physical Oceanography. ج. 2 ع. 1: 57–64.DOI:10.1007/BF02197418.
^Redman، H. C.؛ McClellan، R. O.؛ Jones، R. K.؛ Boecker، B. B.؛ Chiffelle، T. L.؛ Pickrell، J. A.؛ Rypka، E. W. (1972). "Toxicity of 137-CsCl in the Beagle. Early Biological Effects".Radiation Research. ج. 50 ع. 3: 629–648.Bibcode:1972RadR...50..629R.DOI:10.2307/3573559.JSTOR:3573559.PMID:5030090.
