长眼睛的金属——铯

长眼睛的金属——铯看到“铯”字，大家也许会觉得陌生。其实，铯是生活日用中可接触到的一种金属元素，比如电视机——里面的光电管便用到铯——因铯具有宝贵且优异的光电性能，即受到光的照射会被激发而释出电子。把金属铯喷镀在银片上，制成各种光电管，可用于电影、电视、光度计以及许多通讯、自动控制设备中。光电管受光线照射产生光电流，光线越强，光电流越大；利用这一特性，在炼钢炉中装上光电管，以炉里火焰的不同明暗度、形成的光电流的量的多少差异，可计算并控制炉内温度的高低——起到自动控制中的“眼睛”的作用，铯也因此而有了长“眼睛”的金属称号。

活“铯”生香——柔软、活泼、瑰丽、危险

铯和我们想象的金属有别，比石蜡还软，是大自然中最软的金属；同时又是仅次于汞的易熔金属，熔点只有28℃，比人体体温还低。而且，铯的化学性质极为活泼，是大自然中最活跃的金属之一。上述因素导致金属铯遇湿易燃、且可自燃，因而被归于危险化学品。如果把铯扔进水里,可以瞬间爆燃出玫瑰色的火花。——柔软、活泼、瑰丽、危险，是铯给人的初印象。

也正因为金属铯这般活泼，必须封在玻璃管里，保证与空气、水隔绝才能安全；因此，铯需要保存在真空/惰性气体玻璃安瓿（ampul）中，并且一般在手套箱中操作。

秀“铯”不可餐——铯-137是核污染的头号杀手

金属铯本身没有放射性，铯分子量约133，天然的铯-133是一种稳定元素，但其它同位素都有放射性，如铯-137，对人体有致命危害。

1987年，巴西有两个小偷从放射治疗研究所偷走了一个装着铯盐的大铅罐子，他们将罐子拆卸作为废品卖给收购站后，放射性元素的接触性传播导致镇上大约200多人的体内出现了不同程度的辐射物质，并且相继死亡。事实上，大铅罐子里装铯盐的不过是个直径5.1cm、高4.8cm的胶囊，因铯盐的颜色而成为深蓝色发光物体，美丽诱人、却是致命的铯-137放射源，而被称为“铯炸弹”。

令人们谈核色变的最大的原因，也是因为铯-137的存在。如像日本福岛级别的严重核事故，会有包括钴-60、碘-129和碘-131、铀-235、钚-239等几十种平时见不到的放射性物质从现场释出，但其中大部分都是“短命鬼”，等不到污染食物就已经衰变殆尽，只有铯、碘、锶被称为远程核污染三大干将，而其中头号杀手正是铯-137：一是它在环境中的迁移速度相当快，二是铯的化学性质和人体内常量元素钾非常接近，进入人体后，会像钾一样广泛分布在全身细胞内液中，一边参与各项与钾相关的生理活动，一边对人体全身的细胞和DNA进行无差别杀伤；更难缠的是，放射性铯的半衰期都不短，铯-137更是长达30年，对食品和食品生产是个持续性威胁。

相比之下，二号杀手放射性碘（以碘-131为主）的半衰期只有8天，且伤害集中在甲状腺，加上碘-131既致癌又治癌，危害就小了很多。

“铯”以稀为贵——资源稀缺

铯在大自然中很少，而且没有单质形态，主要以盐形式少量且分散地分布于陆地和海洋中。海水中约有十万分之一的铯，含量在四千亿吨以上，但目前不具开发技术；地面则主要以铯榴石、锂云母的形式存在。锂云母中铯的品位非常低，开发成本高，一般作为伴生资源开采；作为铯的独立矿物铯榴石，氧化铯（Cs₂O）含量在5%～32%，是提取铯的主要原料。铯榴石是无色透明的硬质矿物，具有玻璃光泽，但全球保有矿石量稀少，铯的年产量也少到按公斤计。

未来流行“铯” ——是环保和科技领域不可或缺的材料，具有巨大的市场空间

作为稀有矿种，铯金属和铯盐其工业应用上的安全、环保、高效的卓越性能已被高科技企业高度认可、并得到规模化使用，在很多行业具有不可替代性，而且未来前景广阔；已被美国、日本等西方发达国家列为关键矿种。

目前主要应用领域有油气钻探、原子钟等能源、化工、医疗、科技领域，环保及新兴科技领域将继续打开新的需求空间，是未来铯消费核心驱动力。

1、油气钻探

是目前铯最大的应用领域，主要用甲酸铯做石油完成液。与传统的固相钻井液相比，具有防止钻头溶解、降低卡钻故障率、对环境友好等明显优点。

2、催化剂

是目前铯的第二大用途。在工业硫酸的生产中使用硫酸铯可减少SO₂尾气的排放，是前景最好的催化剂。

3、原子钟

现代多以石英振荡器来计时，但石英钟的稳定性不够，对测量快速移动的航天器的位置有着非常大的影响。原子钟将石英晶体振荡器与原子集合相结合，实现更高的稳定性。

4、磁流体发电机

用含铯化合物作磁流体发电机的发电材料（导电体），可获得较高热效率。一般核电站的总热效率为29%～32%，而结合磁流体发电可使核电站总热效率提高到至55%～66%。

5、离子推进器

离子推进器可广泛应用于卫星、航天器等领域。在外层空间使用1公斤铯所产生的推力，比任何其他燃料大1100倍，其航程是当今使用固体或液体燃料的约150倍。而且，离子推动发动机可比常规发动机轻10%-15%。因此铯又被称为“空间时代”的金属。

6、其他领域

探测器和感光元件。以碘化铯做闪烁材料的探测器，广泛用于港口、码头、车站的安全检测仪、金属探伤仪、金属探测仪、深井探测探头等。同时，碘化铯晶体则作为感光元件在数码成像的CCD中大量应用。

目前铯在催化剂和光电器件等传统领域的市场保持稳增，已实现十吨级到千吨级的跃升，未来仍具有巨大的空间。以油气领域为例，一个深井约需用量500吨，而目前在国内该领域应用极少；再如磁流体发电机领域，美、日等国将其列入了国家计划，我国也积极致力于这方面的研究，一座60万千瓦的磁流体发电站，每年需要使用碳酸铯大约3175吨，需求空间十分可观。

同时，作为新技术领域中不可或缺的元素，其未来的三大新兴需求领域，包括5G领域之原子钟、卫星之离子推进发动机、量子科技之存贮材料，在今后十年内需求也将出现较大幅度增长。