സീസിയം – ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം

ഡോ.ശ്രീഷ ശശി

കെമിസ്ട്രി വിഭാഗം
മഹാരാജാസ് കോളേജ്‌, എറണാകുളം

ലൂക്ക – ആവർത്തനപ്പട്ടികയുടെ 150ാംവാർഷികത്തിന്റെ ഭാഗമായുള്ള ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം (One day One Element) പംക്തി തുടരുന്നു. ഇന്ന് സീസിയത്തെ പരിചയപ്പടാം.

ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ 55-ാമത്തെ മൂലകമാണ് സിസിയം. ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ ഗ്രൂപ്പ് I, പീരിയഡ് 6 എന്നിവയിൽ ഉൾപ്പെടുന്ന സിസിയം ഒരു എസ് ബ്ലോക്ക് ഘടകമാണ്. സ്ഥിരതയുള്ള സിസിയത്തിന് 132.905 ആറ്റോമിക് ഭാരവും 1.873 g/cm3 സാന്ദ്രതയുമുണ്ട്.      28.5 ° C  ദ്രവണാങ്കമുള്ള, മൃദുവായ, വെള്ളിസ്വർണ്ണ നിറമുള്ള ക്ഷാര ലോഹമാണ് സീസിയം. സാധാരണ താപനിലയിൽ ദ്രാവകമായ അഞ്ച് മൂലക ലോഹങ്ങളിൽ ഒന്നാണിത്.

ഗുസ്താവ് കിർക്കഫും (ഇടത്) റോബർട്ട് ബൻസനും (നടുവിൽ)

ലാറ്റിൻ പദമായസീസിയസ്‘ (അർത്ഥം: ആകാശ നീല) എന്നതിൽ നിന്നാണ് പേര് വന്നത്. എമിഷൻ സ്പെക്ട്രത്തിലെ വ്യത്യസ്തമായ നീല വരകൾ കാരണമാണ് സിസിയത്തിന് ഈ പേര് ലഭിച്ചത്. 1860 ഗുസ്താവ് കിർക്കഫും റോബർട്ട് ബൻസനും ചേർന്നാണ് സിസിയം കണ്ടെത്തിയത്. അവർ ഡർക്ക്ഹൈമിൽ നിന്നുള്ള മിനറൽ വാട്ടർ പരിശോധിക്കുകയും സ്രോതസ്സിൽ നിന്ന് 7 ഗ്രാം സിസിയം ക്ലോറൈഡ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു, പക്ഷേ പുതിയ ലോഹത്തിന്റെ ഒരു സാമ്പിൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ അവർക്ക് കഴിഞ്ഞില്ല. അതിന്റെ ക്രെഡിറ്റ് ബോൺ സർവകലാശാലയിലെ കാൾ തിയോഡോർ സെറ്റർബർഗിനാണ്. ഉരുകിയ സീസിയം സയനൈഡിന്റെ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം വഴി അദ്ദേഹത്തിന് സിസിയം ലോഹം ലഭിച്ചു. പോളൂസൈറ്റ്, ലെപിഡോലൈറ്റ് എന്നീ ധാതുക്കളിൽ സിസിയം കാണപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, വാണിജ്യ ഉൽപാദനം കൂടുതലും ലിഥിയം ഉൽപാദനത്തിന്റെ ഉപോൽപ്പന്നമായാണ്.

സിസിയം ക്രിസ്റ്റലുകളും (സ്വർണനിറം) റുബിഡിയം ക്രിസ്റ്റലും (വെള്ളിനിറം)

സ്വാഭാവികമായ സീസിയം പൂർണ്ണമായും റേഡിയോ ആക്ടീവ് അല്ലാത്ത  133Cs ആണ്. സിസിയത്തിന്റെ 40 റേഡിയോ ആക്ടീവ് ഐസോടോപ്പുകളുണ്ടെങ്കിലും 3 എണ്ണത്തിന് മാത്രമേ താരതമ്യേന നീണ്ട അർദ്ധായുസ്സുള്ളൂ: 134Cs, 135Cs, 137Cs. ഇവയിൽ ഓരോന്നും ഒരു ബീറ്റാ കണിക പുറപ്പെടുവിക്കുന്നതിലൂടെ ക്ഷയിക്കുന്നു, അവയുടെ അർദ്ധായുസ്സ് ഏകദേശം 2 മുതൽ 2 ദശലക്ഷം വരെ വർഷങ്ങൾ ആണ്. മറ്റ് സീസിയം ഐസോടോപ്പുകളുടെ അർദ്ധായുസ്സ് 2 ആഴ്ചയിൽ കുറവാണ്. 134Cs, 135Cs, 137Cs എന്നിവ ന്യൂക്ലിയർ വിഘടനം വഴി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു

സീസിയത്തിന്റെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ ഓക്സീകരണ അവസ്ഥ +1 ആണ്. മൂലകങ്ങളിൽ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ അയോണൈസേഷൻ ഊർജ്ജമുള്ള മൂലകമാണ് സീസിയം. സ്ഥിരതയുള്ള മൂലകങ്ങളിൽ ഏറ്റവും ഇലക്ട്രോപോസിറ്റീവ് ആണ് സീസിയം. മിനറൽ ഓയിൽ അല്ലെങ്കിൽ മണ്ണെണ്ണയിൽ മുക്കി സിസിയം സൂക്ഷിക്കുന്നു. വസ്തുക്കൾ സിസിയത്തെ വായുവുമായി ബന്ധപ്പെടുന്നതിൽ നിന്നും ഓക്സിജനും ജലബാഷ്പവുമായി സ്ഫോടനാത്മകമായി പ്രതികരിക്കുന്നതിൽ നിന്നും തടയുന്നു. വാക്വംസീൽ ചെയ്ത ഗ്ലാസ് ആംപ്യൂളുകളിലും സീസിയം സൂക്ഷിക്കുന്നു. രാസപരമായി നിഷ്ക്രിയ വാതക ആർഗോണിന്റെ അന്തരീക്ഷത്തിൽ ഒരു ഗ്ലാസ് ട്യൂബിനുള്ളിലും സീസിയം സൂക്ഷിക്കാം.

സീസിയം സ്വയമേവ വായുവിൽ കത്തുകയും കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽപ്പോലും വെള്ളവുമായി സ്ഫോടനാത്മകമായി പ്രതികരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അറിയപ്പെടുന്നതിൽ ഏറ്റവും ശക്തമായ ഒരു ക്ഷാരമായ സീസിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡിന് ഗ്ലാസിനെ വളരെ വേഗത്തിൽ നശിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.

പൊല്ലുസൈറ്റ് – സിസിയം ധാതു

സീസിയം ക്ലോറൈഡ്, സിസിയം ബ്രോമൈഡ്, സീസിയം ഫ്ലൂറൈഡ്, സിസിയം അയഡൈഡ്, സീസിയം ഹൈഡ്രൈഡ്, സീസിയം കാർബണേറ്റ്, സീസിയം ഓക്സൈഡ്, സീസിയം സൾഫേറ്റ്, സീസിയം ബൈകാർബണേറ്റ്, സീസിയം അസറ്റേറ്റ് തുടങ്ങിയവയാണ് സിസിയത്തിന്റെ മറ്റ് പ്രധാന സംയുക്തങ്ങൾ. സീസിയം ഓറൈഡ് പോലുള്ള സംയുക്തങ്ങളായും സിസിയം രൂപം കൊള്ളുന്നു, ഇതിൽ Cs+ അയോണിനൊപ്പം അസാധാരണമായ Au അയോൺ കൂടി ഉണ്ട്. രണ്ട് ലോഹങ്ങളുടെ സംയുക്തമാണെങ്കിലും, പ്രാദേശിക ചാർജുകളുള്ള ഒരു ഉപ്പായതിനാൽ സീസിയം ഓറൈഡിന് ലോഹഗുണങ്ങളില്ല.

സിസിയത്തിന്റെ ഏറ്റവും വ്യാപകമായ ഉപയോഗം എണ്ണ വ്യവസായത്തിന് വേണ്ടിയുള്ള സീസിയം ഫോർമേറ്റ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഡ്രില്ലിംഗ് ദ്രാവകങ്ങളിലാണ്. 133Cs ത്തിന്റെ ആപേക്ഷിക ബെനിനിറ്റിയോടൊപ്പം സീസിയം ഫോർമേറ്റ് ലായനിയുടെ ഉയർന്ന സാന്ദ്രത (2.3 g/cm3), ഡ്രില്ലിംഗ് ദ്രാവകത്തിൽ വിഷാംശം ഉള്ള ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള സോളിഡുകളുടെ ആവശ്യകത കുറയ്ക്കുന്നു. ഇത് ഒരു സാങ്കേതിക, എഞ്ചിനീയറിംഗ്, പാരിസ്ഥിതിക നേട്ടമാണ്.

അമേരിക്കയിലെ നേവൽ ഒബ്‌സർവേറ്ററിയിലെ അറ്റോമിക് ക്ലോക്ക്‌

സെക്കന്റുകൾക്ക് കൃത്യതയുള്ള ആറ്റോമിക് ക്ലോക്കുകളിൽ സിസിയം ഉപയോഗിക്കുന്നു. സിസിയം ക്ലോക്കുകൾ സെൽ ഫോൺ നെറ്റ്വർക്കുകളുടെയും ഇന്റർനെറ്റിന്റെയും സമയം നിയന്ത്രിക്കുവാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. 1967 മുതൽ, ഇന്റർനാഷണൽ സിസ്റ്റം ഓഫ് മെഷർമെൻറ് അതിന്റെ സമയ യൂണിറ്റായ സെക്കന്റ് നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നത് സീസിയത്തിന്റെ ഗുണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ്. സിസിയം -133 ആറ്റത്തിന്റെ  ഗ്രൗണ്ട് സ്റ്റേറ്റിലുള്ള രണ്ടു ഹൈപ്പർഫൈൻ ലെവെൽസ് തമ്മിലുള്ള ട്രാന്സിഷനുമായി അനുബന്ധിച്ച 9,192,631,770 പീരിയഡുകളുടെ ദൈർഘ്യത്തെയാണ് ഒരു സെക്കന്റ് എന്ന് നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നത്.

സിസിയത്തിന് ഓക്സിജനുമായി കൂടുതൽ അഫിനിറ്റി ഉള്ളതിനാൽ, സിസിയത്തിനെ വാക്വം ട്യൂബുകളിൽഗെറ്റർആയി ഉപയോഗിക്കുന്നുകുറഞ്ഞ അയണീകരണ ഊർജ്ജമായതിനാൽ ബാഹ്യതമ ഷെല്ലിലെ ഇലക്ട്രോൺ വളരെ എളുപ്പത്തിൽ പുറംതള്ളാൻ സാധിക്കുന്നതിനാൽ ഈ ലോഹത്തെ ഫോട്ടോഎലെക്ട്രിക് സെല്ലുകളിലും ഉപയോഗിക്കുന്നു. 

വളരെയധികം ഉപകാരങ്ങൾ ഉണ്ടെങ്കിലും സിസിയത്തിന്റെ റേഡിയോ ആക്ടീവ് ഐസോടോപ്പായ 137Cs കാരണം ചില റേഡിയോ ആക്ടീവ് മലിനീകരണ അപകടങ്ങൾക്ക് ലോകം സാക്ഷ്യം വഹിക്കേണ്ടി വന്നിട്ടുണ്ട്. അതിൽ ഒരെണ്ണമാണ് ഗോയിനിയ  അപകടം. 1987 സെപ്റ്റംബർ 13 ന് ബ്രസീലിയൻ സംസ്ഥാനമായ ഗോയിസിലെ ഗോയിനിയയിൽ നടന്ന ഒരു റേഡിയോ ആക്ടീവ് മലിനീകരണ അപകടമാണ് ഗോയിനിയ അപകടം. നഗരത്തിലെ ഉപേക്ഷിക്കപ്പെട്ട ആശുപത്രി സൈറ്റിൽ നിന്ന് മറന്നുപോയ റേഡിയോ തെറാപ്പി ഉറവിടം മോഷ്ടിക്കപ്പെട്ടത്തിനാൽ 4 പേർ മരിക്കുകയും 249 പേർക്ക് റേഡിയോആക്റ്റിവ് റേഡിയേഷൻ ഏൽക്കുകയും ചെയ്തു. ഇന്റർനാഷണൽ ആറ്റോമിക് എനർജി ഏജൻസി ഇതിനെ “ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും മോശം റേഡിയോളജിക്കൽ സംഭവങ്ങളിലൊന്ന്” എന്ന് വിശേഷിപ്പിച്ചു. റേഡിയോ ആക്ടീവ് 137Cs മൂലമുണ്ടായ മറ്റ് റേഡിയോ ആക്ടീവ് മലിനീകരണ അപകടങ്ങളാണ് ക്രാമറ്റോസ്‌ക് റേഡിയോളജിക്കൽ അപകടവും അസെറിനോക്‌സ് അപകടവും.

Leave a Reply