Sezyum; insanlar için çok zararlı, bilim dünyası için çok faydalı, nükleer santrallerin vazgeçilmezi bir elementtir. İçme sularına iğne ucu kadar sezyum katılması halinde öldürücü etkisi vardır. Üç milyon yılda 1 saniye hata oranı olan atom saatlerinin yapıtaşıdır. Son yıllarda kanser tedavilerinde kullanılmaya başlanan radyoaktif sezyumun özellikleri hafife alınmayacak kadar dikkat çekicidir. Çernobil faciasında çevreye yayılan radyasyon, sezyum içeriklidir. Radyoaktif sezyumun üretilmesi uluslararası anlaşmalara bağlıdır. Sezyumu tanıdığınızda biraz ürkebilirsiniz!
Tarihçesi
Sezyum, 1860 yılında keşfedilen bir metaldir. Alman kimyager Robert Wilhelm Bunsen ve fizikçi Gustav Robert Kirchoff tarafından geliştirilen alev spektroskopisi yöntemiyle keşfedilmiştir. Saf sezyum, Alman kimyager Carl Setterberg tarafından 1882 yılında sezyum siyanürün elektrolizi sırasında izole edildi. Sezyumun ilk pratik uygulamaları 1920 yılında başladı. 1950’li yıllardan sonra nükleer amaçlarla kullanımı arttı. “Sezyum” kelimesi, emisyon spektrumundaki parlak mavi çizgiler sebebiyle “gökyüzü mavisi” anlamındaki Yunanca “caesius” sözcüğünden türetilmiştir.
Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri
Sezyum, kimyasal simgesi “Cs” olan alkali bir metaldir. Atom numarası 55, atom ağırlığı 132,90’dir. Erime noktası 28 derece, kaynama noktası 671 derecedir. Cıva dışındaki bütün metallerden daha düşük kaynama noktasına sahiptir. Periyodik element tablosunun 1-A grubunda yer alır. Oda koşullarında gümüşi altın renkli, metalik ve katıdır. Sünek ve oldukça yumuşak bir metaldir. Kolay dövülebilir. Parlak yüzeylidir, yüzeyi havada oksitlenerek matlaşır. Soy olmayan, tepkimeye isteklidir. Özellikleri bakımından rubidyum ve potasyumla benzerlik gösterir.
Doğada nadir bulunan elementler arasında yer alır. Yerkabuğunda en bol bulunan metaller arasında 50. sıradadır. Maden sularında da bulunan sezyumun başlıca minerali polüsittir. Polüsitin yaklaşık yüzde 30’u sezyum içerir. Bu mineral, aynı zamanda ekonomik anlamda en önemli mineraldir. Az miktarda da olsa sezyum içeren diğer önemli mineralleri karnalit ve lepidolittir.
Metal sezyum, sıvı sezyum klorürün elektrolizi ile elde edilir. Metal sezyumun eriyik tuz içerisinde çözünürlüğü fazladır. Hemen hemen bütün elementlerle şiddetle veya alev çıkararak birleşebilir. Son derece reaktif ve piroforik özellikler gösterir. Bütün elementler arasında en reaktif elementtir. Yani kimyasal tepkimelerde harcanarak farklı bir maddeye dönüşebilir. Su ile bilinen en güçlü bazı oluşturur. Soğuk su ile reaksiyonu patlama şeklindedir. Elementler içinde elektropozitifliği en fazla, iyonlaşma potansiyeli en düşük elementtir. -116 derecede düşük elektronegatif özellik gösterir. Işığa tutulduğunda elektron yayar. Havada kolayca kırmızı mor bir alevle yanar. Atlın veya cıva ile alaşımlar oluşturabilir. 650 derecenin altındaki sıcaklıklarda platin, tantal, tungsten, molibden, nikel, kobalt ve demir ile alaşım oluşturmaz. Antimon, galyum, indiyum ve toryum ile ışığa duyarlı, iyi tanımlanmış intermetalik bileşikler oluşturur. Lityum haricindeki bütün alkali metallerle karışabilir. Vakum ile kapatılan borosilikat cam tüplerde saklanabilir.
Sezyum İzotopları ve “Sezyum-137”
Sezyumun atom ağırlıkları 112-151 arasında değişen bilinen 39 izotopu bulunur. Tek kararlı ve yaygın izotopu Sezyum-133’tür. Sezyum-137 ise, radyoaktif anlamda çok tehlikeli sezyum izotopudur. Başka bir radyoaktif izotop olan Sezyum-135 ise, yaklaşık 2,3 milyon yıllık yarılanma ömrüne sahiptir. Bu izotop aynı zamanda en uzun yarılanma ömrüne sahip izotoptur. Radyoaktif Sezyum-131 izotopu ise kanser tedavilerinde kullanılmaktadır.
Sezyum-137; nükleer reaktörler tarafından üretilen atıklardan çıkarılan bir fisyon ürünüdür. Nükleer silah ve tıpta kullanılan bir maddedir. Yarılanma ömrü yaklaşık 30 yıldır. Endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak gama ışınımı olarak kullanılan radyoizotoptur. Nem, yoğunluk, tesviye ve kalınlık ölçüm cihazları gibi endüstriyel ölçüm aletlerinde kullanılır.
İlk atom bombasında da kullanılan Sezyum-137’nin 10 miligramı ile üretilen bir patlayıcı, büyük bir binayı yerle bir edebilir. Bu radyoaktif maddenin 1 kilogramının değeri 2 milyon dolar civarındadır. Bir iddiaya göre, 50 yıldan daha fazla süredir bekletilen yıllanmış şarapların şişeleri eser miktarda Sezyum-137 içerirmiş. Bu sebeple yıllanmış şarapların ayırt edilmesinde şişelerinin sezyum içeriğine bakılırmış. Bunun sebebi olarak, 1950-1963 yılları arasında yapılan nükleer testler ve 1986 yılındaki Çernobil faciası gösteriliyor. Bu olaylarda doğaya yüksek oranda Sezyum-137 salındığı, topraklar ve sulu çözeltiler tarafından emildiği belirtiliyor. Çernobil faciasında çevreye yayılan radyasyonun kaynağı aslında Sezyum-137’dir.
(Çernobil'den bir kare...)
Sezyumun Sağlık ve Çevre Üzerindeki Etkileri
Havada ve gıdalarda çok düşük orada sezyum bulunur. Bu sebeple yeme-içme ve teneffüs sırasında sezyuma maruz kalınabilir. Ancak radyoaktif sezyum bazı yeraltı sularında ve bazı gıdalarda bulunabiliyor. Bunun sebebi, yukarıda da bahsettiğimiz gibi bazı nükleer denemeler ve Çernobil gibi nükleer kazalardır. Bu kazaların en büyüğü Çernobil olarak biliniyor. Nükleer tesislerde çalışan insanların sezyuma maruz kalma oranı çok yüksektir.
Sezyuma birkaç saniye temas halinde insanları 10 gün içinde acı içinde öldürebilir. Bu maddenin temas ettiği kişilerin çektiği acıları morfinin bile dindiremediği iddia edilir. Ancak fiziksel olarak sezyuma dokunmak olanaklı değil. Çünkü sezyum havayla temasında patlar veya alev alır. Buna rağmen havasız bir ortamda sezyuma dokunursanız büyük bir problemle karşı karşıyasınız demektir. Çünkü vücutta ciddi hücre hasarına yol açar. Mide bulantısı, kusma, bilinç kaybı, kanamalar ortaya çıkabilir. Bilinç kaybı ve ölüme yol açar.
Doğal sezyum maden uygulamaları sırasında minerallerin havalandırılması veya erozyon gibi etkenlerle çevreye yayılabilir. Ancak radyoaktif sezyum yukarıda da bahsettiğimiz nükleer uygulamalar ve kazalar sonucu çevreye dağılır. Nükleer silah testleri, çevreyi tehdit eden en büyük etkendir. Çevreye yayılan sezyum insanlar ve hayvanlar üzerine çok olumsuz etkiler bırakır. Sezyuma maruz kalan hayvanlarda ciddi davranış bozuklukları tespit edilmiştir.
Hangi Alanlar ve Ürünlerde Kullanılır?
Sezyum, yüksek enerji üretme kapasitesi sebebiyle genellikle nükleer endüstrisinde kullanılan en önemli metaldir. Organik bileşiklerin hidrojenlenmesinde katalizör görevi görür. Sezyumun bazı radyoaktif izotopları beyin tümörleri gibi bazı kanser türlerinin tedavisinde kullanılmaktadır.
Sezyum ve bileşiklerinin kullanıldığı bazı alan ve ürünler şunlardır; sondaj sıvıları, atom saatleri, fotoelektrik hücreler, vakum tüpleri, elektron tüpleri, bazı lambalar, iyonik akım jeneratörleri, uzay roketi yakıtları, kameralar, güneş gözlükleri, kızılötesi lambalar, itici güç sistemleri, tıbbi uygulamalar, sanayi göstergeleri, kanser tedavisi, cerrahi aletlerin sterilizasyonu, kuantum fiziği…
Bunları Biliyor Musunuz?
- Sezyum, insan sağlığına zararları sebebiyle ve küresel tehdit oluşturduğu için sadece devlet gözetiminde üretilebilir.
- Çevreye zararları sebebiyle çevrecilerin üretimini durdurmasını istediği bir elementtir.
- İçme suyu şebekesine iğne ucu kadar damlatılan sezyum, suyu içen insanlarda toplu ölümlere yol açabilir.
- Sezyumhidroksit, sezyumun su ile reaksiyonu sonucu oluşan çok kuvvetli bir bazdır ve cama bile etki edebilir.
- Sezyumun kullanıldığı yakıtlar, normal yakıtlardan 140 kat daha fazla güç üretir.
- Atom saatlerinin üretiminde kullanılan sezyum atomunun elektron rezonans frekansı saniyede 9 milyar 192 milyon 631 bin 770 devirdir. Atom saatlerinin 3-15 milyon yılda yaklaşık 1 saniye hata payı vardır.
- Dünyanın en zengin sezyum kaynağı Manitoba’daki Berniç Gölü’dür. Bu gölde 300 bin ton civarında sezyum içeren minerali rezervi tespit edilmiştir. En çok sezyum rezervi bulunan ülkeler Kanada, İsviçre, Rusya, Zimbabwe ve Namibya’dır.
- Dünyada yılda 5-10 ton civarında sezyum üretilebilmektedir.
- Türkiye’de bilinen sezyum rezervi ve üretimi bulunmuyor.