銫-137

¹³⁷Cs是金屬銫的同位素之一，其半衰期為30.17a，一旦進入環境中，會長期存在，因此，它是環境放射性核素之一。¹³⁷Cs主要來自氫彈、原子彈等核武器試驗、在核武器製造過程當中產生的放射性廢液與核反應堆的放射性廢物等；也可以通過¹³⁷Ba（n，p）¹³⁷Cs反應來生產。¹³⁷Cs的放射性性質，如表所示。 ^[1] 

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¹³⁷Cs的衰變過程是β^-衰變，衰變過程中發射兩種β^-粒子，最大衰變所釋放的能量分別0.512MeV（94.6%）和1.174MeV（5.4%），半衰期30.17a。¹³⁷Cs發射0.512MeV伏的β^-射線後轉變為^137mBa。^137mBa作同質異能躍遷衰變，其伽瑪能量為0.6617MeV，半衰期2.55min。 ^[1] 

自然環境中放射性環境核素¹³⁷Cs主要來源於原子彈、氫彈等核武器試驗、核武器製造過程中所產生的放射性廢液、核燃料後處理廠的放射性廢液和核電站核反應堆的放射性廢物等。1945年美國成功完成了人類歷史上的第一次核武器試驗，這一試驗的成功宣告人類正式進入核時代。隨後美國分別在日本的廣島和長崎各投下了一顆原子彈，隨着兩顆原子彈的爆炸，日本宣佈無條件投降，二戰也隨之結束。戰後各國發現原子彈的巨大威力，紛紛開始研究製造原子彈。從原子彈發明後，據統計全世界各國一共進行了兩千多次的核爆炸試驗。因此環境中的¹³⁷Cs主要就是源於大氣層核試驗時，因核彈爆炸所釋放產生的放射性落下灰及核電站發生爆炸事故時向大氣釋放的放射性¹³⁷Cs隨氣流運動逐漸降落到地表。 ^[1] 

核電站等放射性核設施所產生的放射性流出物中也含有¹³⁷Cs。它們也是導致區域放射性污染的重要原因。核電站等放射性核設施所產生的¹³⁷Cs經過濕沉積進入土壤表層，然後一部分¹³⁷Cs被土壤中礦物質顆粒吸附固定，一部分¹³⁷Cs繼續向下進入深層土壤，還有一部分¹³⁷Cs通過植物吸收攝取。土壤表層的放射性核素¹³⁷Cs能夠對人直接造成外照射，還會經由植物的根部吸收再通過食物鏈途徑進入人體內，對人造成內照射危害，土壤表層放射性核素¹³⁷Cs顆粒和沉降物經風揚起，再通過呼吸過程進入人體，對人造成內照射。 ^[1] 

這些由鈾裂變產生的¹³⁷Cs直接污染土地、山川、湖泊、海洋和生長髮育中的植被，從而進入生態圈以及食物鏈，最終危害到人類。 ^[1] 

報道稱，研究人員對一系列用2009-2012年間採摘的葡萄做成的紅葡萄酒和粉紅葡萄酒進行分析。分析結果表明，在樣品中含有銫-137或放射性銫，這是由人類活動造成的、主要形成於核反應堆中的核裂變和核武器的同位素。 ^[3] 

在正常使用或操作條件下，密封放射源對環境不會產生明顯影響。但放射源失控，如遺失或被盜、事故情況及含源儀表和裝置在公眾可接近場所使用，可對周圍環境形成一定的輻射場。 ^[2] 

對於¹³⁷Cs密封源來講，人體受照途徑主要是外照射；事故情況下核素泄漏，核素¹³⁷Cs還可通過食入、吸入或皮膚污染進入人體，引起內照射。 ^[2] 

銫的用途十分廣泛，其主要用於高新技術的開發和研究，如用於磁流體發電、熱離子發電、渦輪發電及離子推進技術的研究和開發等。銫原子還可製成銫原子鐘，又稱“銫鐘”。銫原子鐘是一種高精密度的計時器具，最好的銫原子鐘可達到2000萬年才相差1秒。 ^[1] 

銫的環境放射性核素¹³⁷Cs主要來源於原子彈、氫彈等核武器試驗、核武器製造過程中所產生的放射性物質。¹³⁷Cs還普遍運用於工業、醫學、農業及生物學應用等領域中。在工業中，製作的工業γ放射源，可用於焊接過程中的探傷、密度測量、厚度測量、核輻射稱重、測井等。在醫學中，製作的醫用γ放射源可用來診斷腫瘤、治療癌症等。¹³⁷Cs在農業及生物學中的應用主要是，用高活度¹³⁷Cs源進行輻照育種、輻照儲存食物和設備器械殺菌等。¹³⁷Cs還可作為核電站事故的信號核素。隨着人類社會的發展，時代的進步，人類對能源的需求量日益增加。現代社會中，化石能源是人類主要使用的能源。伴隨着化石能源的大量使用，雖然推動了人類文明和科技的進步，但同時也對環境造成了嚴重的影響，引發了一系列環境問題。為還人類社會一個碧水藍天的生態環境，人們正在研究能夠大規模替代石油、煤炭等化石能源的清潔能源，而核電是一種清潔能源，它可以作為大規模替代化石能源的清潔能源之一。在我國因大量使用石油、煤炭等化石能源，造成許多省份空氣中PM2.5含量嚴重超標。為了響應習近平總書記所提出的“綠水青山就是金山銀山”的理論，為了應對球氣候變化問題日益凸顯，為了解決燃煤引發的環境問題，我國在第十三個五年計劃中規劃，到2020年運行核電裝機容量將達到5800萬千瓦，在建3000萬千瓦，核電機組數量將達到90餘台，從裝機容量上講，將超過法國，成為世界第二的核電大國，僅次於美國。隨着核電的大力發展，核電站在正常運行和乏燃料後處理過程中會產生很多放射性廢物，其中就包含¹³⁷Cs，在經過一般的三廢系統處理後仍然無法完全消除，因此，會有一定量的¹³⁷Cs排放到環境中。環境中的¹³⁷Cs主要通過食物鏈進入人體，被人體吸收後對人體組織和器官造成內照射危害，嚴重影響人類的健康，所以，對核電廠向環境中排放得¹³⁷Cs進行管理、控制其及所至的輻射水平進行研究是十分必要的。 ^[1] 

銫人工放射性核素中最重要的有¹³⁷Cs、¹³⁴Cs和¹³¹Cs三種，其中¹³⁷Cs半衰期長、²³⁵U裂變時¹³⁷Cs累積產額高、屬中毒性放射性核素而受到人們的重視。¹³⁷Cs的性質和大部分放射性核素的性質相同，它可以長期存在於環境中。但是這種長期性和生態系統的特性有關，其決定因素在於土壤的性質。相對於黏土含量較高的土壤或沉積物，通過土壤或沉積物內部化學鍵的相互作用，能夠把¹³⁷Cs牢牢的吸附柱。在這種情況下土壤就成為了¹³⁷Cs的儲存庫，動植物就只能吸收環境中非常少一部分的銫。與之相反，某些砂性土壤對¹³⁷Cs的固定能力差，是由於在砂性土壤中陽離子交換容量有限，導致砂性土壤不能夠牢固地吸着¹³⁷Cs。在這種情況下就會有較多的¹³⁷Cs被動植物吸收，繼而在生態系統中長期循環。 ^[1] 

自然環境中的¹³⁷Cs很容易進入人體內，主要方式是由食物鏈進入。因為¹³⁷Cs被植物吸收進入植物內，再通過食物鏈進入動物和人體內，同樣空氣的¹³⁷Cs經呼吸作用等途徑也可進入動物和人體內。 ^[1] 

¹³⁷Cs對人體有損傷效應，主要因為它衰變後變成^137mBa，^137mBa會釋放γ射線，雖然半衰期僅有2.55min，但是造成的損傷效應非常大。 ^[1] 

¹³⁷Cs進入人體後主要滯留於骨骼和肌肉組織中，並會引起軟組織腫瘤導致癌症，如甲狀腺癌、卵巢癌、乳腺癌、膀胱癌、膽管癌等。¹³⁷Cs對人體的慢性損傷還表現為各組織和器官的炎症性病變，最明顯的是肺部、胃腸道、泌尿道及生殖系統炎症。人體攝入量超過0.25Gy會導致神經系統和造血系統損傷，非正常生育乃至絕育。攝入量超過6Gy會致死。因此，就¹³⁷Cs對人體的輻射危害而言，對生物體內的¹³⁷Cs含量進行長期的監測管理和控制是十分必要。 ^[1]