Скільки коштує цезій?

Цезій - м'який і в'язкий лужний матеріал сріблясто-жовтого кольору. Було відкрито 1860 року у Німеччині. У чистому вигляді його вперше виділили 1881 року. Нижче наведено таблицю цін на цезій:

🔴 Середня ціна на цезій: від 40 євро до 70 євро за 1 грам;
🔴 Цезій 133: 40 €;
🔴 Цезій 137: 70 €;

Для розуміння ціноутворення також слід вивчити такі фактори:

Що таке цезій та його ціна

Основний цезієвий метал – півлуцит. Підтверджені світові запаси цього елемента на початок 2012 року становили 70 тисяч тонн. На першому місці з видобутку знаходиться Канада, родовище називається Танко. Світовий видобуток збагаченої руди становить приблизно 20 тонн на рік. При цьому обсяги виробництва тримаються на рівні близько 9 тонн на рік.

У даного металу дуже низька температура плавлення - 28,6 градусів. З цієї причини він навіть за кімнатної температури перебуває в напіврідкому стані. Твердість його за шкалою Мооса – 0,2.

Цезій здатний формувати кристали кубічної сингонії та є парамагнетиком. Розчиняється у рідкому аміаку. Формує легкоплавкі метали з іншими лужними металами. Вважається найбільш хімічно активним, за винятком радіоактивних францій, якого в природі немає.

Своє застосування розглянутий елемент знайшов лише на початку минулого століття, коли було виявлено його мінерали, а також придумано технологію одержання в чистому вигляді. Нині він використовується у різних сферах: електроніці, радіо-, електро- та рентгенотехніці. Ще застосовується у хімії, оптиці, медицині, ядерній енергетиці. У виробництві він часто затребуваний як каталізатор.У медицині на основі його сполук виконують лікарські препарати, що дозволяють боротися з виразкою, дифтерією, шоком чи шизофренією.

Додатково про метал та його вартість

Цезій вважається технологічно важливим елементом. Він має 40 ізотопів, але в природі включається лише чотири: 133, 134, 135 і 137. Відтінок у металу сріблясто-жовтий, що зустрічається досить рідко. Він один з найреактивніших, тобто практично відразу включає реакції з багатьма елементами і речовинами. З водою, наприклад, сприяння спостерігається навіть за температури -116 градусів. Пов'язано це про те, що з елемента одне із найбільших атомів. Електрони з ядром пов'язані слабко, від'єднуються від нього досить швидко. У багатьох сферах застосовується цей елемент у кількості лише кілька грамів.

Основна маса посідає виробництво форміату цезію, з якого виконують бурові розчини підвищеної щільності. Один із цікавих варіантів застосування — атомний годинник із цезієвим фонтаном. За ними відбувається синхронізація інтернету, мережі стільникового зв'язку, GPS тощо. Розмір у них приблизно відповідає залізничній платформі, хоча окремі версії — як валіза.

Загалом цей метал дуже затребуваний, але вимагає організації особливих умов зберігання. Тож удома його, зрозуміло, ніхто не тримає. Вартість ампули складає порядку 70 доларів за грам.

Вам також буде цікаво

Цезій: факти та фактики

Цезій – це перший елемент, відкритий завдяки спектроскопії: у 1860 році, вивчаючи спектр світіння зразка мінеральної води із Шварцшильда, Роберт Бунзен та Густав Кірхгофф виявили у ньому яскраві сині лінії. Елемент, що породжує їх, назвали цезієм від латинського сaesius, що можна перекласти як «небесно-блакитний».Медики одразу ж спробували використати новий елемент, але без особливих успіхів. У XX столітті з'ясували, що цезій легко порушити світлом, тому його почали застосовувати у різних оптичних приладах, у тому числі в детекторах, які використовують для аналізу продуктів розпаду заряджених частинок. Наявність єдиного природного ізотопу - цезію-133, велика атомна маса і проста конфігурація електронної оболонки зробили газ цезію робочим тілом надточного годинника, який тепер задають світовий час. Проявив він себе і як каталізатор. Однак час йде вперед, і в міру зростання обсягів виробництва йому знаходять нові сфери застосування, часом дуже спірні.

Навіщо погляд творців зеленої енергетики сконцентрувався на цезії? Величезні надії матеріалознавці покладають на цезієвий перовскітний сонячний елемент. Не так давно, у 2009 році, почала підніматися хвиля інтересу до так званих перовскітних сонячних елементів (див. «Хімію і життя» 2019 №7). Зараз вона перетворилася на формене цунамі. Ще б пак, адже ефективність перетворення сонячного світла в електрику у таких елементів зросла до цілком прийнятних 14%, а в тандемі з кремнієвим елементом перовскітний дає взагалі рекордні 28%. Технологів дуже приваблює дешевий метод виготовлення таких елементів, а експерти пророкують різке зниження цін на сонячні панелі після запуску масового виробництва перовскіту. І воно вже розпочалося! У серпні 2020 року китайська компанія «Мікрокванта» відкрила в Цюй-чжоу фабрику на площі 70 га і до кінця року обіцяє випустити 200 тисяч квадратних метрів суто перовскітних елементів.У 2021 році у ФРН розпочнеться виробництво тандемних кремній-перовскітних елементів за технологією британської компанії «Оксфорд фотовольтаїкс».

Однак усі ці успіхи досягнуті на органо-неорганічних перовскітах, в молекулах яких до галогеніду свинцю додано органічний катіон, наприклад метиламоній. Практика ж показує, що ці сполуки не дуже стійкі до дії сонячного світла та атмосферної вологи. Крім того, технологи вже вичерпали арсенал засобів для підвищення ефективності таких сполук, впритул наблизившись до теоретичних меж. І ось у 2015 році виникла ідея замінити органічний катіон металом: як таке вибрали саме цезій, оскільки його здатність легко розлучатися зі своїм зовнішнім електроном давно відома фізикам. Так з'явилися неорганічні перовскіти на основі цезію.

Вони мають два напрями використання: квантові точки, тобто наночастинки, здатні добре випромінювати і поглинати світло, і сонячні елементи. За п'ять років ефективність перетворення світла на електрику цезієвими елементами зросла від 5 до майже 20% (це на лабораторних зразках), а якщо брати не дані експериментаторів, а сертифікуючого органу — трохи менше 15%. До теоретичної межі ще далеко, фактично пройдено лише половина шляху, отже простір для поліпшень великий. Щоправда, зі стабільністю у цих елементів поки що не все гаразд. Так, найкращі елементи, піддані прискореним випробуванням за регламентом Міжнародної електротехнічної комісії, показали зниження ефективності на 10% за 240 годин роботи, тоді як за правилами вони мали протриматися не менше 1000 годин. Ну та у матеріалознавців є багато інструментів для підвищення стабільності.Головне — домогтися, щоб дешевий цезієвий перовскітний елемент зумів перетворювати сонячне світло не гірше за дороге кремнієве, інакше всі танці навколо нього виявляться марними.

Керівники компанії «Мікрокванта» Яо Цзічжун і Янь Буї тримають перший перійскітний елемент, що серійно випускається. Поки що органічний, а не цезієвий

Чому нафтовики ллють у свердловини кубометри розчинів солі цезію? Такі солі виявилися унікальним компонентом сучасних бурових розчинів, і на це йде понад половина з тих 50 тонн цезію, якими експерти оцінюють його річний видобуток.

Буровий розчин закачують у свердловину безпосередньо під час буріння і виконує кілька функцій. Найважливіші з них — винести нагору породу, зруйновану під час буріння, і створити протитиск у свердловині, щоб її не зруйнували рідини, що перебувають у пласті. Для цього потрібний щільний розчин. Щоб збільшити щільність, додають наповнювач, наприклад глину; не випадково англійською буровий розчин часто називають буровим брудом. Однак можна піти іншим шляхом: використовувати важку однорідну рідину. Виявляється, найпростіший спосіб її приготування - розчинити у воді сіль цезію, все-таки він найважчий з лужних металів, що є в природі. І дійсно, як така соль служить форміат цезію: щільність його розчину дворазово перевищує щільність води і може досягати 2,2 г/см 3 . Сіль мурашиної кислоти вигідна ще й тим, що легко розкладається, анітрохи не пошкоджуючи навколишнє середовище, хіба що забруднюючи його деякою кількістю цезію, що не страшно.

Історія бурового розчину з форміатом цезію починається 1999 року. Тоді у компанії «Тоталь» виникла проблема. Вона з 1997-го бурила свердловини на нафтових полях Елгін-Франклін у британському секторі Північного моря. Нафта там залягає майже на шестикілометровій глибині, а тиск і температура у пласті небувало великі — понад тисячу атмосфер і до 205°С. До 1999 року було обладнано сім свердловин, у двох вже пробили отвори у стінках для збільшення виходу нафти із пласта, нафтовики це називають перфорацією.

І тут з'ясувалося: на всіх свердловинах встановлені браковані підвіски ліфтових колон, тобто труб, якими нафта надходить на поверхню; підвіски термообробили за неправильним режимом. Що робити? Глушити свердловини та бурити нові? Інженери запропонували інший шлях: свердловини тимчасово заглушити, вийняти труби, змінити підвіски і знову запустити в роботу. Глушать свердловину, заливаючи її тим самим буровим розчином, проте використовувати бруд у цьому випадку було не можна. Нафтовий колектор цього родовища складається з піщаних порід, і частки глини, відкладаючись у порах, могли забити. Значить, для ремонту був потрібний розсіл: щільність йому забезпечують не частинки твердої речовини, а розчинена сіль. Однак на той момент підходила лише одна сіль — цинку бромід. Її розчин мало того, що викликає сильну корозію, так ще й шкідливий: цинк міг опинитися в морі в такій кількості, яка б викликала загибель морських жителів. Потрібно шукати якусь нешкідливу рідину.

І тут на щастя компанії виявилося, що неподалік, у шотландському Абердіні, саме партія розчину форміату цезію достатнього обсягу — 4 тис. м 3 , що належить компанії Cabot Specialty Fluids.Цю рідину взяли в оренду, по черзі заповнювали нею свердловини, а потім рідину відкачували і відправляли на іншу свердловину. Завдяки такому дбайливому обігу було втрачено лише 10% цінної рідини. це значно більше, ніж зарплата та співробітників ВТК, які допустили вивіз із заводу бракованих підвісок, та менеджерів, які прийняли такі підвіски в роботу.

З тих пір нафтовики часто використовують форміат цезію як компонент бурового розчину: з ним пробурили майже сотню свердловин, як правило, морських. швидкість корозії і підвищує нафтовіддачу. Головне ж у тому, що завдяки своїй нешкідливості для робітників та навколишнього середовища такі бурові розчини задають новий стандарт дбайливого ставлення до природи під час проведення робіт на нефтеприиске.

Так виглядає виробничий майданчик у Канаді, де компанія Sinomine Special Fluids видобуває цезій та робить з нього розчин форміату для нафтовиків.

Як цезій опиняється в атомній установці та що він там робить? Цезій там може виявитися з двох причин. По-перше, радіоактивний цезій сам собою утворюється при розподілі урану в атомному реакторі. Такий цезій краще не з'являвся б. негативних наслідків після ядерних інцидентів. А по-друге, в атомну або термоядерну установку інженер, що її проектує, цілком може. свідомо помістити цезій.Причина в тому, що цезієвий шар, нанесений на катод електронної лампи, різко знижує роботу виходу електрона, тобто без додаткових зусиль збільшує струм в такій лампі. Здавалося б, до чого тут атомні установки? А ось до чого.

Прихильники розвитку міжпланетної космонавтики переконані, що без атомної енергетичної установки ніякі польоти більш-менш містких космічних кораблів до планет Сонячної системи неможливі. Однак така установка ніяк не може використовувати ті принципи перетворення тепла на електрику, які можна застосувати на Землі, — габарити не дозволяють розмістити в космосі парову машину. Тому у 70-х роках радянські інженери з Фізико-енергетичного інституту ім. А.І. Лейпунського та НВО «Червона зірка» сконструювали атомну установку «Топаз» на іншому принципі: тепло безпосередньо перетворювалося на електрику за рахунок термоемісії. Відповідний пристрій є електронною лампою, у якої електрони вилітають з нагрітого катода і летять до холодного анода, забезпечуючи електричний струм в ланцюзі. Катод нагрівається теплом атомного реактора. Так от, якщо на катоді знаходиться шар цезію, струм електронів зростає багаторазово.

Однак як утримати цезій на гарячому катоді? Для цього вигадали таку хитрість. Зазор між електродами дуже малий, обчислюється сотнею мікронів. Тому цезій не нанесли на катод, а почали прокачувати газ із його атомів через цей зазор. Частина атомів опинялася на поверхні катода та полегшувала вихід електронів із неї. Успішні випробування «Топазів» пройшли на супутниках «Космос-1818» та «Космос-1867» відповідно у 1987 та 1988 роках, проте після чорнобильської катастрофи роботи такого роду згорнули.Їх було відновлено у співпраці з американцями, але наприкінці 90-х і ця програма припинилася.

Аналогічну роль цезій зіграв і в установках, які тоді ж вигадали новосибірські фізики з Інституту ядерної фізики СО АН СРСР, проте не для енергетики, а для іншого завдання. Їм потрібно було отримати пучок негативно заряджених іонів водню для використання у прискорювачі. Як зробити позитивний іон більш менш зрозуміло, треба іонізувати атоми — відірвати електрон, скажімо, світлом. Але як зробити негативний іон? Такі іони вийдуть, якщо бомбардувати молекулами водню катод електронної трубки. Підчепивши електрон, що вийшов з нього, молекула втрачає стабільність і незабаром розпадається на атом водню і негативний іон, який потім спритними маніпуляціями виводять в прискорювач. Виявилося, що і тут цезієве покриття на катоді в десятки разів полегшує вихід електрона та виробництво іонів водню.

Тепер таке джерело іонів хочуть використовувати термоядерники. Їхнє завдання - нагріти паливо, тобто атоми дейтерію, так, щоб при попаданні в плазму вони її не охолодили. А нагріти це означає надати атомам високу швидкість руху. Однак прискорювати нейтральні атоми набагато складніше, ніж іони. Тому виникла ідея зробити іони, їх розігнати, та був нейтралізувати. Нейтралізацію проводять у зіткненнях з іншими атомами, проте якщо заряд позитивний, то чим більша швидкість іона, тим менша ймовірність зіткнення. А із негативними так не відбувається. Тому в міру будівництва ІТЕРА завдання створення потужного джерела негативних іонів водню стало нагальним і без цезію тут не обійтися.При гаданих великих струмах у такому джерелі необхідний непросто катод з цезієм, а ціла система постійної регенерації його шару. Її розробляють.

Чи використовують цезій у космічних двигунах? Ні, спроби забезпечити рух космічного апарату за рахунок реактивного струменя прискорених іонів цезію робили американці, але не досягли успіху. Зараз робочим тілом для космічних іонних двигунів служить ксенон, настільки ж важкий, як цезій.

Що сталося з радіоактивним цезієм після аварії на Фукусімі? З-поміж радіоактивних ізотопів, що утворюються в атомному реакторі, цезій-137 виявляється найшкідливішим: його, по-перше, багато, а по-друге, період напіврозпаду 30 з лишком років, тобто радіоактивне забруднення забезпечене надовго. Наприклад, під час аварії на Фукусімі у 2011 році було викинуто близько 20 кг радіоактивного цезію. Це жахливо багато; активність такого шматка радіоцезію становить 9—36 ПБк, тобто кілька десятків мільйонів мільярдів розпадів на секунду. Лічильник радіоактивності, якби він опинився поруч із цим шматком не те що тріщав би безперервно. Ні, він не видав би ні звуку: акустичні коливання, що йдуть з такою неймовірною частотою, неможливі в атмосфері Землі, у них довжина хвилі набагато менша за довжину вільного пробігу молекули.

Фукусімська аварія дала дослідникам найсвіжіші дані про радіоактивну цезію. Виявилося, що цезій під час вибуху реактора вилітає над вигляді якихось розчинних сполук, а формі частинок, які у основному з оксидів заліза і кремнію. Очевидно, частки ці дуже стійкі. Принаймні через рік після аварії їх легко знайшли у зразках ґрунту, взятого зі шкільного двору Фукусіми.Поодинокі частинки з радіоцезієм виявляли і на поверхні пагонів бамбука за сотню кілометрів від місця аварії, і на пластинках капелюшка гриба шиїтаке, проте найбільше їх було в опаді бамбукового листя і на самому кінці ніжки, якою гриб приєднаний до пенька. А всередині пагона бамбука та плодового тіла гриба радіоактивного цезію не помітили. Це підказує: рухливість радіоцезію та його здатність мігрувати в рослинні тканини дещо перебільшені; мабуть, мандрують мікрочастинки, що містять цезій.

Як бути із землею, забрудненою цезієм? Невеликі території можна рекультивувати, відправивши забруднені предмети та ґрунт у могильники, але не про це. Фахівці кажуть, що атомне бомбардування чи велика аварія на атомній станції за своїми наслідками передусім сільськогосподарська катастрофа, адже радіоактивні елементи розсіюються по полях, лісах і неминуче опиняються у продуктах харчування. Що стосується цезієм це забруднення досягає фонового значення лише багато десятиліть. Очистити величезні площі сільськогосподарських земель практично неможливо, так само як і вилучити їх з використання, адже тоді треба відселити величезну кількість людей, які живуть на цих землях.Тому виробництво на забруднених землях не зупиняють, а отриману забруднену продукцію можуть змішувати з чистою для отримання допустимого рівня радіоактивності, як це робили в СРСР після чорнобильської аварії.

Проте, є й інші способи. Цезій не входить до числа життєво важливих елементів, та його присутність у тканинах рослини лише гра випадку; проте розмах цієї гри дуже великий. Досліди, поставлені з різними видами та різними сортами кормових трав, свідчать: накопичення ними цезію може відрізнятися більш ніж удесятеро! Коливання аналогічного розмаху спостерігають і протягом сезону — на початку літа, коли активно росте листя та стебла, цезію виявляється значно менше, ніж до кінця. Завдяки цьому можна, не змінюючи звичного устрою господарства, за рахунок вибору сортів та правильної агротехніки навіть на забруднених землях отримувати відносно чисту продукцію. Якщо ж генетики докладуть старання, то в розпорядженні аграріїв опиняться сорти, які практично не всмоктують цезій із ґрунту. Оскільки і аварії на атомних станціях неминучі, і земель, забруднених попередніми інцидентами, не так уже й мало, мати таке насіння було б не зайве.

Втім, дослідники винаходять нові і нові методи очищення забруднених земель. Наприклад, після аварії на Фукусімі виникла така дилема. Мешканці цієї префектури люблять збирати дикорослі гриби та ягоди. Більше того, такі заготівлі є для них важливим джерелом доходу. Однак якщо поля ще можна певною мірою очистити, вирощуючи трави, що акумулюють цезій, то з лісом такий прийом не проходить. Не виключено, що із завданням можуть впоратися гриби.

Дослідники із Йокогамського національного університету підтвердили цю гіпотезу.Вони помітили, що цезій накопичується в перегнивальному опаді листя та його вміст пропорційно до біомаси грибів. Виникла думка, що свіже листя від цезію вільне, а гриби перекачують небезпечний метал із ґрунту в опад вже при його переробці. Тоді вони вирішили створити якнайсприятливіші умови для росту грибів і засипали грунт на піддослідній ділянці забрудненого лісу товстим шаром деревної тріски. І справді, всього за півроку гриби висмоктували половину радіоцезію з ґрунту, сконцентрувавши його в гнилий деревині.

Однак не з усіма деревами це працюватиме, оскільки деякі з них вміють і самі непогано висмоктувати цезій із ґрунту. Про це свідчать німецькі досліди щодо вивчення меду. Так, вже з 1988 року коефіцієнт переходу ґрунтового радіоцезію до рапсового меду не перевищував 2%. А у падевого меду, який бджоли збирають з попелиць, що пасуться на пагонах хвойних рослин, коефіцієнт був набагато більшим. Подальший аналіз ялинових голок та молодих пагонів виявив високий вміст радіоцезію в них. Найбільший коефіцієнт переходу радіоцезію з ґрунту в мед був помічений у вересовому меді: там спостерігали навіть сорокакратне перевищення порівняно із вмістом у ґрунті.

Наскільки небезпечними є пожежі лісів на землях, забруднених цезієм? Зараз, через 75 років після американського бомбардування Хіросіми та Нагасакі та 63 роки після аварії на «Маяку», є лише два великі ліси на забрудненому радіоцезієм грунті — в районах Чорнобиля та Фукусіми. У першому випадку їхня площа становить три тисячі квадратних кілометрів, у другому — чотириста. Активність на площі фукусімських лісів у листопаді 2011 року становила понад 1 МБк з квадратного метра (природне тло в сотні тисяч разів менше).Логічно очікувати, що радіоактивні елементи, що випали на ліси, з лісу нікуди не поділися і або вже розпалися там, або продовжують це робити. Цезій якраз і належить до останніх.

Імовірно, він накопичується в лісовій підстилці, звідки потрапляє в голки, а з їх відмиранням повертається назад у підстилку, фактично не переміщаючись з місця. А якщо спалахне, ця ідилія порушиться і радіоактивні частинки перетворяться на попіл, з яким можуть розлетітися далеко від місця пожежі. Проте як далеко вони відлетять? Легко поставити досвід. Потрібно зібрати голки сосен і ялинок, типових мешканців обох забруднених лісів, опад під деревами, просочити їх розчином солі цезію (звичайно, нерадіоактивного), спалити, а продукти згоряння видути крізь трубу на висоту метрів у п'ятнадцять — двадцять: так .

Цей експеримент провели у 2018 році на стенді Лабораторії пожеж Лісової служби США, що у місті Міссула, та отримали дуже важливі результати. Зокрема, виявилося, що з димом йде лише мізерна частка цезію — не більше 3%, решта залишається у золі, розсипаній на місці пожежі. Та й цезієві частки диму далеко не відлітають: у переважній більшості вони великі, діаметром десять мікрон. Тому найбільшу небезпеку наражаються пожежники.

Схоже, цей висновок був підтверджений практикою під час страшної лісової пожежі, що спалахнула у квітні—травні 2020 року в Чорнобильській зоні: за даними ЗМІ, перевищення рівнів радіації за межами зони не було помічено.А досліди, поставлені дослідниками з Кіотського університету, показали, що сміття із забруднених районів потрібно спалювати за високої температури: тоді радіоактивний цезій збереться в подовій золі, а за низької температури горіння їм збагачені частки диму.

Навіщо потрібний радіоактивний цезій і що буває при неакуратному поводженні з ним? Цезій-137 використовують у техніці та медицині як джерело потужного гамма-випромінювання. Медики застосовують його для лікування раку передміхурової залози, поміщаючи горошинку радіоактивного препарату в ділянку пухлини – гамма-промені її випалюють. А в техніці гамма-промені потрібні для різних вимірювань — від пошуку дефектів конструкцій до визначення рівня заповнення різноманітних резервуарів. Таке широке поширення устаткування з радіоактивним цезієм разом із безграмотністю і разгильдяйством часом призводить до моторошних наслідків. Справа в тому, що іноді безвідповідальні власники списаного обладнання забувають вилучити з нього циліндр з радіоактивним елементом і той потрапляє на звалище. Звідти він у кращому разі разом із іншим металобрухтом вирушить на металургійний завод і потрапить у плавку. Метал, що вийшов, стане радіоактивним, що, швидше за все, помітять і забракують небезпечну партію. У найгіршому ж викличе трагедію.

Найстрашніша сталася 1985 року в бразильському місті Гоянія. Там місцева клініка переїхала до нової будівлі, а в старому залишилася частина обладнання. Розповідають, що клініка заборгувала власникам будівлі і ті, доки йшли суди, обладнання заарештували. Однак про охорону не подбали. Цим скористалися дві особи з низьким рівнем соціальної відповідальності: вони вкрали обладнання, розібрали на запчастини та продали.А серед деталей була ампула із радіоактивним цезієм. Злодії ампулу продати не змогли і віднесли додому на свято. Де похвалилися знахідкою — чудовими кристалами, що світяться вночі синім світлом.

Хтось із сусідів скуштував чудовий порошок на зуб, хтось втирав у шкіру, хтось просто поклав у кишеню дрібку. І через деякий, короткий час люди почали хворіти. Лікарі особливої ​​уваги на симптоми не звернули, відбувшись звичним - це ви з'їли чогось, у вас алергія. Однак хвороби посилювалися, і комусь із постраждалих спало на думку збудувати ланцюжок подій. Порошок пред'явили медикам, і ті одразу все зрозуміли: почали впізнавати у постраждалих променеву хворобу різного ступеня важкості. Загалом постраждали дві з лишком сотні людей, а четверо від променевої хвороби померло.

Якщо бразильці постраждали від власної безладності та безграмотності, то мешканці будинку в Краматорську стали безвинними жертвами жахливого нещасного випадку. Мешканці кількох квартир довго скаржилися на погане самопочуття, кілька людей померло від раку крові. Зрештою, 1989 року, провели перевірку. І знайшли циліндр із цезієм, вмурований у стіну будинку. Розслідування показало, що цей циліндр зник у 70-х роках і, мабуть, опинився у складі гравію, який використовували для виготовлення бетону (на цементному заводі цезієві прилади є). Цей бетон і залили у нещасну стіну.

А ось інцидент 1997 року до жертв не призвів. Тоді солдати в Грузії демонтували стару казарму Радянської армії, і один із них знайшов гарний, теплий циліндр із полірованого металу. На щастя, відкривати його він не став, а поклав собі до кишені. Природа знахідки розкрилася після того, як солдат отримав радіаційний опік.

Чи є цезій ліками? Подібно до рубідії (див. «Хімію і життя» 2020 №9), медики намагалися застосовувати його для лікування психічних захворювань, але, схоже, не досягли успіху. У літературі трапляються суперечливі дані. Так одні дослідники відзначають, що вміст цезію в крові пацієнтів, які страждають на маніакально-депресивний психоз, знижено в порівнянні зі здоровими людьми, а також з тими пацієнтами, у яких стан після лікування покращився. Інші, проте, жодних відмінностей не знаходять. У будь-якому разі ці роботи виконані у другій половині XX століття, а зараз тема, схоже, втратила актуальність. Однак серед онкологів цезій набув дуже скандальної слави.

Справа в тому, що прихильники альтернативної медицини пропагують так званий метод високолужної терапії раку, в ході якої людина приймає цезию хлорид. Згідно з адептами методу, цезій концентрується в клітинах пухлини і створює там лужне середовище, згубне для клітини. Критики методу відзначають, що жодних хімічних чи біологічних передумов цього методу немає. Більш того, регулярне споживання з їжею хлориду цезію в пропонованій дозі, 6 г на день, а тим більше його введення внутрішньовенно, призводить до серйозних проблем з роботою серця, викликаючи тахікардію і навіть його зупинку, що зафіксовано документально. Ну а Управління з санітарного нагляду за якістю харчових продуктів і медикаментів США не тільки не включило цезієву терапію раку до дозволених методів, але й час від часу розсилає листи, що попереджають про небезпеку цього методу. Однак прихильники стверджують: наукова основа дуже є, результати анітрохи не гірші, а часом і кращі, ніж у визнаних препаратів.Втім, щоб зрозуміти суть цієї заплутаної історії, слід заглибитись у подробиці.

Цезій - корисні властивості та особливості рідкісного металу

Ця речовина – одна з рідкісних на планеті. Потреби перевищують пропозицію у рази. Цезій затребуваний наукою, атомниками, промисловцями, лікарями.

Що являє собою

Цезій – хімічний елемент, у таблиці Д.Менделєєва займає осередок №55.

Це дуже м'яке (0,2 за Моосом), в'язка речовина кольору блідого золота. Належить до металів лужної групи.

Цезій – найм'якіший елемент періодичної таблиці, але найважчий із стійких лужних металів.

Структура кристалічних ґрат металу – куб.

Повне міжнародне позначення – Cesium, коротке та формула – Cs.

Історія відкриття

Речовину виявили німецькі вчені Вільгельм Бунзен та Роберт Кірхгоф, випробувавши оптико-спектроскопічний метод.

До 1860 року це був новий засіб дослідження:

• Вихідником стала місцева мінеральна вода.
• Спектральний аналіз виявив дві лінії кольору літнього піднебіння. Таких раніше не бачили.
• Новачок отримав відповідну назву: латиною термін caesius означає «небесний блакитний».

Цезій – перший історії хімічний елемент, відкритий методом спектрального аналізу.

Через 22 роки вдалося здобути чистий метал. Це нагорода шведського хіміка Карла Сеттерберга. Він експериментував з ціаністим цезій-барієвим розплавом.

Знаходження у природі

Типові для цезію форми перебування у природі – неуважність у товщі інших порід чи складі мінералів. Промисловий інтерес представляють мінерали поллуцит і лепідоліт.

Природний елемент за складом – єдиний стабільний ізотоп цезій-133. Під час роботи реакторів атомних станцій формується ізотоп цезій-137.На відміну від природного аналога, це сильний та супернебезпечний забруднювач навколишнього середовища.

Це рідкісний елемент: підтверджені глобальні резерви цезію – всього 70 тисяч тонн

Фізико-хімічні властивості

Метал наділений неординарними фізичними та хімічними властивостями.

Це найактивніша з відомих речовин:

• Взаємодіє зі всіма речовинами, включаючи лід.
• На холоді чистий цезій окислюється.
• Це легкоплавкий метал: плавиться за +29°C, влітку може розтікатися навіть за кімнатної температури.
• Сплави з лужними металами плавляться при негативних температурах (наприклад, калієм і натрієм – при мінус 78°С).
• Довільно спалахує на повітрі, вибухає у воді, льоду при температурі вище мінус 115°C.
• Потребує спеціальних умов зберігання: звичайне скло контакту з металом не витримує.

Ці характеристики дозволяють відрізнити цезій від інших металів.

Цезій можна порівняти з францієм. Але францій ще нестійкіший, тому поки що існує умоглядно.

Родовища

Великих родовищ руди одиниці:

• 70% розвіданих запасів сировини посідає Канаду. Вона ж – постачальник металу на світовий ринок номер один.
• Запаси мають Італія, Намібія, Зімбабве, Монголія, Казахстан.
• У Росії її джерела сировини – Кольський півострів, Забайкалля, Східні Саяни.

Цезій рідкісний, річний світовий видобуток збагаченої руди вимірюється 20-22 тоннами, металу – 9 тонн. Потреба – вчетверо більша.

Літр морської води містить 0,000005 г цезію. Тонна земної кори – 3,7 г, найбагатші мінерали – до 15 г.

Хімічна активність речовини ускладнює видобуток.

Технологія отримання

Металевий цезій отримують лабораторно та промисловими методами:

• Промислове виробництво ґрунтується на вилученні сполук цезію з півлуциту. Мінерал обробляється теплою соляною кислотою, осаджується, промивається гарячою водою або аміачним складом.
• Спосіб отримання особливо чистого металу багатоступінчастий. Передбачено прогін через спеціальні фільтри для відділення механічних домішок, нагріванням усуваються залишки газів. Перший та заключний етапи – ректифікація у вакуумі та кристалізація (по кілька разів).

Отримання металу чистоти понад 99% (чотири чи п'ять дев'яток) – одне з технологічно найскладніших проблем металургії металів рідкісного сегмента.

Де використовується

Хімічні особливості обмежують застосування цезію.При використанні він розсіюється, що унеможливлює повторні цикли. Незважаючи на ці недоліки, матеріал йде нарозхват.

Достоїнствами металу обумовлена ​​його затребуваність ядерною енергетикою, радіоелектронікою, електро- та рентгенотехнікою, хімпромом, медициною.

Цезій як метал або його сполуки містить різну продукцію:

• Фотоелементи.
• Детектори іонізованих частинок.
• Енергоємні акумулятори.
• Каталізатори в органічному та неорганічному синтезі (часто – у сплаві з рубідієм).
• Оптика спеціального призначення – оптичні приціли, апаратура виявлення об'єктів із земної орбіти, окуляри, інші гаджети нічного бачення.
• Медичні препарати на лікування нервових патологій (шизофренія, депресія, шок), виразки ШКТ, дифтерії. Радіотерапію застосовують при онкології.

Цезієм-137 стерилізують продукти харчування (консерви, м'ясо), медичний інструментарій, аптечний асортимент.

Спектрометром на основі цезію досліджувалась структура поверхні Марса.

«Серце» атомного годинника – атом цезію-9193. Ця частота - "цезієвий стандарт" - стандарт часу для визначення секунди в Мережі, інфраструктурі стільникового зв'язку, GPS.

Ціни

У Росії продають метал та з'єднання. Ціна цезію чистоти 99,9% - 4,3-4,5 тис. руб. за грам.

Значення для людини

Мікродози цезію виявлено у більшості організмів. У хімічних сполуках токсичність металу мінімальна.

Життєві процеси

Солями металу лікують гіпотонію. Їхня властивість стабілізувати тиск і роботу судин відкрив світило світової науки російський лікар Сергій Боткін у 1888 році.

Значення цезію як біологічного компонента ще з'ясовується:

• Ймовірно, він підтримує гомеостаз організму.
• Оптимізує процес кровотворення, підвищує рівень гемоглобіну.

Встановлено, що речовина:

• Допомагає зміцнювати імунітет.
• Відновлює тонус ЦНС.
• Задіяний у газовому обміні, підвищуючи опірність організму до кисневого голодування.
• Підвищує рівень адреналіну.

Добову потребу людини в цезії не визначено.

Речовина, що потрапила в організм, всмоктується кров'ю, засвоюється ШКТ. Виводиться природним шляхом.

4/5 цезію акумулюється м'язами, решта ділять скелет, серце, печінка, кров.

Харчування

Цезієм насичені прісноводна рослинність, полярна флора та фауна (лишайники, оленина, м'ясо гагар, інших птахів).

Серед продуктів харчування це листя салату, гриби (маслюки, опеньки, моховики).

Симптоми дефіциту

Про нестачу речовини у дітей сигналізує поганий апетит, затримка фізичного та розумового розвитку.

Попередження

Загрозу є цезій-137, продукт ядерного синтезу. Навіть мікродози викликають променеву хворобу.

Як домішка метал присутній у морганіті, амазоніті, пеццоттаїті (цезієвому берилі), лепідоліті, інших самоцвітах. Це потрібно враховувати збирачам мінералогічних колекцій. Тобто зберігати експонати у відповідних умовах.