Tseesium (või tseesium) on keemiline element, mille aatomiarv on perioodilisustabelis 55. Selle sümbol on Cs. Avastasid aastail 1860 Robert Bunsen ja Gustav Kirchhoff spektroskoopia abil; nimi tuleb ladina sõnast caesius, tähistamaks taevasinist värvust nende spektrites. Tseesiumi aatomimass on ligikaudu 132,905 u ja elektronkonfiguratsioon on [Xe] 6s1 — kuulub leelismetallide rühma (1. rühm, 6. periood).

Füüsikalised omadused

Tseesium on pehme, hõbedakas-kuldne metall, mis on toatemperatuuril tavaliselt vedel või kergesti sulav (sulamispunkt ligikaudu 28,5 °C). Tema keemistemperatuur on umbes 671 °C ja tihedus toatemperatuuril ~1,93 g/cm³. Metallil on suur elektrijuhtivus ja madal sulamistemperatuur, mistõttu see sulab sageli käe soojusel.

Reaktiivsus ja keemilised ühendid

Tseesium on leelismetall. Selle sulamistemperatuur on madal (28 °C). See on äärmiselt reaktiivne. Oma kõrge reaktiivsuse tõttu on see ohtlik kemikaal. See võib õhus süttida (süttida). See plahvatab kokkupuutel veega. Ta reageerib veega ägedamalt kui teised leelismetallid. Selle tõttu hoitakse tseesiumi mineraalõlis.

Tseesium reageerib kiirelt hapnikuga ja moodustab oksideid ning superoksiide; halogeenidega tekivad halogeniidid (näiteks CsCl), väävliga sulfiidid jne. Tõsiste reaktsioonide tõttu käitletakse elementaarset metalli tavaliselt inertsetes tingimustes (argon, lämmastik) või mineraalõli alla suletult.

Isotoobid ja radioaktiivsus

Looduslikult esineb üks stabiilne isotoop, Cs-133, mida kasutatakse väga täpsetes aatomkellades — just selle isotoopi hüperfiiinsed üleminekud on sekundimõõtmise aluseks. Oluline radioaktiivne tuumajaotis on Cs-137, mis tekib tuumajaotuse produktina ja mille poolestusaeg on umbes 30 aastat. Cs-137 on keskkonna- ja terviserisk (tuumakatastroofide ja radioloogilise saastumise korral) — see liigub mulla ja taimede kaudu ning imendub sarnaselt kaaliumile.

Kasutusalad

  • Aatomkellad: Cs-133 hüperfiiinsed üleminekud on standardajamõõtmise alus.
  • Projektorid ja fotoelektrilised seadmed: tseesiumreaktiivsed pinnad annavad tugeva fotoemissiooni.
  • Tööstus ja meditsiin: radioaktiivset Cs-137 kasutatakse mõnes radiograafias ja kiiritusraviseadmes (on ka ohutuse nõuded).
  • Nafta- ja gaasitööstus: tseesiumisoolad (näiteks tseesiumformaat) toimivad väga tihedate vedelike koostisosana puurimise ja lõpuleviimise ajal.
  • Laborid ja uurimistöö: kasutatakse uurimismetallidena, katalüsaatoritena ja referenssainetena.

Levimus ja tootmine

Tseesium on Maal suhteliselt haruldane ja leiab end peamiselt mineraalis pollutsiitis (CsAlSi2O6) ning ka lepidoliidis. Toodetakse kaevandamisest ja töötlemisest — pollutsiitist eraldatakse tseesiumit keemiliste protsesside ja fraktsioneerimise teel. Looduslike lähteainete nappuse tõttu on tseesium sageli kallim kui levinumad metallid.

Toksilisus, ohutus ja käitlemine

Tseesiumit organism otseselt ei vaja; inimkeha ei vaja tseesiumi. Suures koguses on selle keemilised ühendid kergelt mürgised, sest see on lähedane kaaliumile, mida organism vajab. Organismis võib tseesium asendada kaaliumi rakkudes ja häirida elektrolüütide tasakaalu, mistõttu suured kontsentratsioonid on toksilised.

Elementaarset tseesiumit ei tohi lasta kokku puutuda veega ega õhuga — süttimise- ja plahvatusoht on reaalne. Käitlemisel tuleb kasutada inertset atmosfääri või mineraalõli, kaitseriietust, kindaid ja näokaitset. Tulekahju korral ei tohi kasutada vett; metallitulede kustutamiseks kasutatakse eraldi metallituledeks mõeldud kustutusvahendeid (klass D) või liiva/kuiva pulbrit. Radioaktiivse Cs-137 sisemise saastumise korral võib kasutada peroraalset Prussi sinist (ferri(III) ferrosüaniid) radioaktiivse tseesiumi eemaldamiseks organismist; samuti on oluline eemaldada saastunud riided ja pesta nahka.

Keskkonna- ja jäätmekäitlus

Radioaktiivsete tseesiumisooladega saastunud pinnas ja jäätmed nõuavad spetsiaalset käitlemist ning on reguleeritud tuuma- ja ohtlike jäätmete normidega. Keskkonnas võib tseesium jääda aastakümneteks mulla pinnakihtidesse ning sattuda toiduahelasse. Seetõttu on tuumaõnnetuste järel peamised puhastustööd suunatud pinnase ja toiduohutuse kontrollile.

Kokkuvõtteks: tseesium on keemiliselt väga reaktiivne ja teaduslikult ning tööstuslikult väärtuslik element, kuid nõuab rangeid ohutusnõudeid, eriti kui tegemist on radioaktiivsete isotoopidega või puhast metalli käitlemisega.