Цезий и рубидий

Два металла щелочной группы цезий и рубидий были открыты немецкими физиками, авторами метода спектрального анализа Г.-Р. Кирхгофом (1824-1887) и Р.-В. Бунзеном (1811-1899). Изучая составы минеральных вод, а для этого необходимо было выполнить спектральный анализ осадка, образующегося после испарения воды, они заметили появление линий, не являющихся характерными ни для одного из известных к тому времени элементов. В 1860 г. были обнаружены линии в синей части спектра и новый элемент был назван цезием (от латинского eaesius - голубой). Однако первооткрывателям цезия получить его в чистом виде не удалось. Химическая активность цезия исключительно высокая - со многими элементами, в том числе и с кислородом, он образует огнеопасные и взрывоопасные соединения. Металлический цезий был получен в 1882 г.

В начале 1861 г. Г.-Р. Кирхгофом и Р.-В. Бунзеном были обнаружены неизвестные линии в красной части спектра. Новый элемент был назван рубидием (от латинского rubidus - красный).

Возможно в будущем одним из основных источников сырья для получения рубидия и цезия будет морская вода, в 1 т которой содержится солей рубидия до 0,3 г, а солей цезия - до 0,38 г.

Основной областью применения рубидия и цезия является производство фотоэлементов, где используется способность этих металлов излучать электроны под действием источников света (явление фотоэффекта) .

Перспективным является применение цезия и рубидия в качестве топлива плазменных двигателей. Особое внимание уделяется цезиевой плазме. Это объясняется тем, что получение плазмы из цезия требует минимальных энергетических затрат по сравнению со всеми известными химическими элементами. Многие специалисты считают, что непосредственное превращение тепловой энергии в электрическую будет связано с цезиевой или рубидиевой плазмами, т. е. эти металлы могут занять важное место в энергетике будущего.

Изотоп цезий-137 применяется в рентгенотерапии. По сравнению с кобальтом-60 он имеет ряд существенных преимуществ: более длительный период полураспада, его лучи менее жестки, поэтому приборы на основе цезия-137 более долговечны, а защита от излучения менее громоздка. И производство налажено - изотоп цезий-137 образуется во всех атомных реакторах при распаде ядерного горючего.

Цезий и рубидий имеют еще одну особенность - высочайшую стабильность основных свойств их атомов. Так, например, атомные часы (их чаще называют квантовыми) на много порядков точнее, чем любые другие. Их точность такова, что за 2000 лет они могут дать погрешность не более чем на 1 с. Основной «деталью» таких часов является изотоп рубидия или цезия. Это свойство использовала Международная генеральная конференция по мерам и весам, которая в 1967 г. установила, что «секунда - время, равное 9192631770 периодам излучения соответствующего перехода между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133».

Цены на цезий и рубидий высокие. Так, например, в 1975 г. цена 1 кг цезия составляла 2000 р., а рубидия - 2250 р.

Точных данных о масштабах производства цезия и рубидия в технической литературе нет. Можно предполагать, что мировое производство этих металлов измеряется несколькими сотнями килограммов в год.