銫

銫（Cesium）是一種位于元素周期表第六周期、第IA族的堿金屬元素，屬于s區元素。其化學符號為Cs，原子序數為55，原子量為132.9054。銫呈銀白色固體，質地柔軟，莫氏硬度極低，并具有良好的延展性。銫擁有40種同位素，是已知同位素數量最多的元素之一。

作為堿金屬，銫具有高度活潑的化學性質。它與強氧化劑接觸時會劇烈反應甚至爆炸，與水接觸也會引發爆炸。此外，銫能夠產生長時間穩定的輻射頻率，這一特性使其在制造高精度、小體積、輕質量的“銫原子鐘”中得到了應用。銫原子鐘對于航海、科學研究和交通運輸等多個領域具有重大意義。

銫還表現出明顯的光電效應，可以用于紅外望遠鏡等設備的制作。其對放射線的敏感度也很高，因此常被用來制造警報器，以防止放射性物質泄漏。銫廣泛應用于原子鐘、能量轉換、真空管、計時器、醫學治療和催化劑等領域的研究。

銫是一種銀白色且具柔軟韌性的金屬，對微量氧氣極為敏感，表面迅速變化呈金色。在堿金屬系列中（除鈁外），銫展現出多項極端性質：最低的沸點與熔點、最高的蒸汽壓、最大密度以及最小電離能，這些特性均與其單價離子較大的半徑緊密相關。

從晶體學角度而言，單晶銫屬于立方晶系，其彈性常數在78K下表現為：C??=0.0247×1011 N/m2，C??=0.0206×1011 N/m2，及C??=0.0148×1011 N/m2，體現了其獨特的物理特性。

化學性質方面，銫因其極低的電離勢而顯得異常活潑，超越鋰、鈉、鉀，甚至遠超銣，是堿金屬家族中活性最強的成員。當接觸空氣時，銫會迅速與氧發生激烈反應，燃燒并發紫紅色火焰，生成一系列氧化物混合物。此外，銫還能與水乃至-116℃的冰發生劇烈反應，產生氫氣、氫氧化物，伴隨氫爆現象，生成強堿性的氫氧化銫。銫與鹵素也能形成穩定化合物，其中氯化銫尤為常見。

銫與堿金屬類似，能形成簡單的烷基化合物和芳基化合物，呈無色固體狀，具有不揮發性，且在大多數溶劑中不溶。銫的芳基化合物因其特殊反應性，能在其他堿性烷基或格氏試劑無法作用的條件下進行有效烷基化。銫與碳氫化合物反應時，C-H鍵因與雙聯或芳香族自由基的碳原子結合而活性增強。銫與乙烯反應生成棕色固體加成產物，汞齊銫與三苯甲基氯溶液在無水醚中反應則產生活潑的暗紅色粉末——三苯甲基銫（(C?H?)?CCs）。天然存在的銫及其礦物僅由穩定的同位素133Cs構成。放射性同位素如銫-137在核電站燃料棒中產生，半衰期約三十年，具有持續放射性和生物毒性。

生產制備 編輯本段

從裂變產物中回收銫同位素是一項具有重要應用前景的技術，其通過在硝酸介質中消解并過濾后，利用磷鎢酸進行放射性磷鎢酸銫的沉淀來實現。這項技術不僅能夠用于制備放射性金屬銫或其化合物，還涉及了多種工藝方法以從放射性廢物中有效分離出13?Cs，如大環聚醚或冠醚的溶劑萃取以及與四苯基硼鈉共沉淀法等。由于13?Cs在過程控制和污水污泥滅菌方面展現出顯著的商業價值，因此其回收利用備受關注。然而，考慮到其潛在的高生物危害性，實施過程中必須采取嚴格的防護措施以確保安全。

在礦石處理階段，首先需將礦石研磨成細粉，以為后續的提取過程做準備。直接還原法是其中一種處理方法，它涉及在真空環境或惰性氣體氛圍下，分別以鈣或鈉/鉀作為還原劑，將礦石加熱至特定溫度（950℃或750℃）以實現銫榴石的直接還原。此過程中可能還需加入過量的還原性金屬，并通過蒸餾進一步純化所得銫金屬。盡管該方法在理論上可行，但由于其工程實施難度較大，目前尚未在商業領域得到廣泛應用。

銫金屬的制備方法包括熱分解法和電解還原法。熱分解法涉及通過硫酸銫與疊氮化鋇水溶液反應生成疊氮化銫，該化合物在3268℃時熔化，并在3908℃下分解產生金屬銫。由于銫的高反應性和揮發性，傳統的熔鹽電解法不適合直接用于生產銫金屬。然而，這一方法可作為生產流程的一部分。具體來說，采用鉛陰極在700℃下對氯化銫進行電解，可以得到含有8.5%銫的銫鉛合金。隨后，在600-700℃的真空條件下蒸餾該合金以提取金屬銫。另一種方法是使用汞陰極電解濃縮的水溶液，然后通過蒸餾得到銫金屬。

銫原子鐘利用其輻射頻率長期穩定性的特點，提供了一種高精度、小體積且質量輕的時間測量設備。這種時鐘能夠精確到幾十億分之一秒，確保在370萬年的使用中誤差不超過一秒，對于科學研究、交通導航以及遠程航海等具有重要價值。此外，銫也被用于各種能量轉換裝置中，展現了其在現代科技中的廣泛應用潛力。

銫元素憑借其易于電離的特性，在磁流體發電機、離子推進發動機以及熱離子發電器等多個領域得到了廣泛應用。特別是在磁流體發電機中，作為高溫流體添加劑的銫展現出了高效率、低污染、快速啟動、低成本及發電費用低廉等顯著優點。此外，利用銫離子進行飛船推進能夠有效避免傳統燃料（如液態或固態）可能引發的爆炸風險。通過利用銫的熱離子活性，還能實現熱能到電能的直接轉換，美國已將此類熱電轉換器應用于核-電轉換的研究裝置中，并計劃將其置于反應堆的裂變區內以供宇航使用。

在制造用于極化離子源的真空管過程中，汽化的銫被用作吸氣劑來吸收殘余氣態雜質，并且作為涂層材料以降低鎢絲或陰極的功函數，從而提升設備性能。這一工藝涉及在密封且抽空的管內，于850℃條件下通過對鉻酸銫顆粒與鋯的加熱來生成銫蒸汽。

銫

閃爍計時器作為一種精密測量時間間隔的設備，雖然原文未詳細展開其工作原理和應用背景，但在專業領域中它通常指利用特定物質（如某些類型的晶體或熒光粉）在受到高能粒子撞擊后發出短暫閃光現象來記錄事件發生順序的技術手段之一，廣泛應用于科學研究尤其是粒子物理實驗當中，對于精確測定微觀世界里各種粒子的運動軌跡至關重要。

碘化銫和氟化銫作為閃爍計數器的關鍵成分，在醫學診斷、地質勘探、空間探索、軍事以及核物理研究等多個專業領域中扮演著重要角色。這些材料能將電離輻射能量有效轉化為可見光脈沖，特別是在高能伽馬射線探測中顯示出其獨特的價值。此外，碘化銫和溴化銫還廣泛應用于紅外光譜儀的光學元件制備，如透鏡、棱鏡和試管，優化了500-550 nm波長范圍內的光譜分析性能。

在生物醫學領域，銫化合物因其在DNA（脫氧核糖核酸）分離中的高效表現而備受矚目，同時也作為催化劑及標記物，促進了化學合成與生物研究的深入發展。特別地，氯化銫在癌癥治療方面展現出顯著效果，為開發新型療法開辟了廣闊前景，并且銫的放射性同位素長期應用于食道癌、直腸癌等疾病的放射治療中。

氫氧化銫則以其卓越的催化性能，在眾多有機和無機化學反應中加速反應進程，提升效率。同時，某些銫鹽類化合物在分析化學及有機合成反應中作為催化劑或試劑發揮著重要作用。在醫藥學領域，銫鹽進一步被用于治療癲癇，并有助于研制新型麻醉劑和止痛劑，彰顯了其在醫療健康領域的多元化應用潛力。

在制造光學設備和電子組件時，含銫玻璃因其獨特的物理特性能夠有效地滿足這些領域的需求。