|  | ||||||
3.10-4 % van de aardkost (tot 16 km diepte) bestaat uit cesium; het is het 47e element in rangorde van voorkomen.
De belangrijkste mineralen zijn:
polluciet (Cs,Na)2Al2Si4O12.H2O rhodiziet (K,Cs)2Al4Be4(B,Be)12O28
Verder komt het in zeer kleine hoeveelheden voor in de mineralen:
beryl Be3Al2Si6O18 lepidoliet K(Li,Al)3(Si,Al)4O10(F,OH)2 trifilien LiFe+2PO4
Ook bevatten mineraal- en zeewater, akkeraarde en verbrandingsresten van planten kleine hoeveelheden cesiumverbindingen. Polluciet is het enige mineraal waaruit cesium commercieel gewonnen kan worden.
De belangrijkste wingebieden liggen in Zimbabwe, de Verenigde Staten van Amerika, Canada, Rusland, Namibië en Elba.
De naam is afgeleid van het Latijnse caesius, wat hemelsblauw betekent, en is gegeven vanwege de helderblauwe kleur van de twee karakteristieke lijnen in het emissiespectrum.
Cesium werd - enige maanden na de ontdekking van rubidium - in 1861 door R.W. Bunsen en G. R. Kirchhoff via analyse van spectraallijnen aangetoond in lepidoliet en in mineraalwater afkomstig uit Bad Dürkheim.
In 1882 bereidde C. Setterberg cesium door elektrolyse van een gesmolten mengsel van cesium- en bariumcyanide (CsCN, Ba(CN)2).
Cesium kan op verschillende manieren worden bereid. Na diverse bewerkingen van polluciet, worden cesiumverbindingen verkregen. Hieruit wordt cesium bereid door
– reductie (in vacuüm) van gesmolten cesiumchloride, -hydroxide of carbonaat met magnesium, calcium, aluminium, waterstof of calciumcarbide, gevolgd door destillatie.
– elektrolyse van gesmolten cesiumzouten.
Op kleine schaal wordt zeer zuiver cesium bereid door ontleding van cesiumnitride (CsN3).
De wereldproductie van cesium en cesiumverbindingen wordt geschat op ongeveer 5.000 kg per jaar.
Foto-elektrische cel
De kathode van een foto-elektrische cel bestaat uit cesiumoxide (Cs2O en CsO), eventueel in combinatie met galliumarsenide (GaAs), cesiumantimonide (Cs3Sb) en -bismutide (Cs3Bi) gebruikt. Als er licht op deze verbindingen valt, worden er elektronen vrijgemaakt, waardoor een elektrische stroom ontstaat. Foto-elektrische cellen met deze verbindingen zijn vooral gevoelig voor infrarood licht.
Gammabestralingsbron
Het isotoop 137Cs, met halfwaardetijd van 27 jaar, wordt in de geneeskunde gebruikt als bestralingsbron ter behandeling van baarmoederhals- en blaaskanker. Het is goedkoop, omdat het ontstaat bij de kernsplitsing van uraan.
Het is een indicator voor het gebruik van kerncentrales en kwam onder meer in grotere hoeveelheden vrij bij het ongeluk met de kerncentrale in Tsjernobyl.
Atoomklok
133Cs wordt als standaard voor de tijd (seconde) gebruikt. In 1967 werd aan de frequentie van de energieoverdracht van de ene toestand van het valentie-elektron van cesium naar de andere een waarde van 9.192.631.770 Hz toegekend. Bij overgang van de ene naar de andere atoomtoestand kan uit het magneetveld alleen energie met deze frequentie geabsorbeerd worden. Zo kan een microgolfgenerator exact op deze frequentie afgestemd worden. Deze generator wordt afgelezen met een zelfde frequentiemeter als voor de kwartsklok. De nauwkeurigheid van deze klok is bijzonder groot.
De eenheid van lengte is vastgelegd als functie van de seconde, zie 36 - Krypton.
Infraroodlamp
In infraroodlampen zit cesium of cesiumchloride als gasvanger (getter), om onzuiverheden, zoals sporen zuurstof en stikstof, te binden. Ook in tv- en röntgen- en andere vacuümbuizen wordt hiervan gebruik gemaakt.
Stuurraketbrandstof
De ionenmotor van de besturingssystemen van satellieten ( stuurraketten) gebruikt - hoogenergetisch - cesiumboorhydride (CsBH4). Ook worden systemen toegepast met zeer fijn verdeeld cesium als brandstof. Cesium kan 140 maal zoveel energie leveren als een zelfde hoeveelheid ‘gewone’ brandstof.
Toepassingen als niet-ontleedbare stof (element):
diktemeting van o.m. papier, metaal, beton (137Cs)
gelijkrichter (Cs-damp)
gloeikathode
katalysator voor organische hydrogenatie
nucleaire batterij (137Cs)
productie van waterstof (en zuurstof)
bij 250°C: 2 Cs + 2 H2O → 2 CsO + 2 H2
bij 800°C: 2 CsO → 2 Cs + O 2
Toepassingen als ontleedbare stof (verbinding):
geneeskunde: antidepressivum en behandeling alcoholisme CsCl glas, keramiek Cs2CO3 infraroodprisma CsI katalysator bij polymerisatiereacties Cs2CO3 CsOH prisma’s, lenzen en vensters voor infraroodapparatuur CsI-kristallen röntgendetector (zie I-53) CsI scintillatieteller CsCl, -Br, -I