Изотопы ксенона - Isotopes of xenon

Основные изотопы ксенон  (₅₄Xe)

Изотоп Разлагаться изобилие период полураспада (т1/2) Режим продукт ^124Xe 0.095% 1.8×10^22 у[1] εε ^124Te ^125Xe син 16.9 часов ε ^125я ^126Xe 0.089% стабильный ^127Xe син 36,345 г ε ^127я ^128Xe 1.910% стабильный ^129Xe 26.401% стабильный ^130Xe 4.071% стабильный ^131Xe 21.232% стабильный ^132Xe 26.909% стабильный ^133Xe син 5,247 г β^− ^133CS ^134Xe 10.436% стабильный ^135Xe син 9,14 ч β^− ^135CS ^136Xe 8.857% 2.165×10^21 у[2] β^−β^− ^136Ба
Стандартный атомный вес Аr, стандарт(Хе)	131.293(6)[3]
Посмотреть разговаривать редактировать

Встречающиеся в природе ксенон (₅₄Xe) состоит из семи стабильный изотопы и два очень долгоживущих изотопа. Двойной захват электронов наблюдается в ¹²⁴Xe (период полураспада 1,8 ± 0,5 (стат) ± 0,1 (сис) ×10²² годы)^[1] и двойной бета-распад в ¹³⁶Xe (период полураспада 2,165 ± 0,016 (стат) ± 0,059 (сис) ×10²¹ годы),^[2] которые являются одними из самых продолжительных измеренных периодов полураспада всех нуклидов. Изотопы ¹²⁶Xe и ¹³⁴Также предсказывается, что Xe подвергнется двойному бета-распаду,^[4] но у этих изотопов этого никогда не наблюдалось, поэтому они считаются стабильными.^[5][6] Помимо этих устойчивых форм, 32 искусственных нестабильные изотопы и были изучены различные изомеры, самый долгоживущий из которых ¹²⁷Xe с период полураспада 36,345 дней. Все остальные изотопы имеют период полураспада менее 12 дней, в большинстве случаев менее 20 часов. Самый короткоживущий изотоп, ¹⁰⁸Xe,^[7] имеет период полураспада 58 мкс и является самым тяжелым из известных нуклидов с равным количеством протонов и нейтронов. Из известных изомеров самым долгоживущим является ^{131 кв.м.}Хе с периодом полураспада 11,934 дня. ¹²⁹Xe производится бета-распад из ¹²⁹я (период полураспада: 16 миллионов лет); ^{131 кв.м.}Xe, ¹³³Xe, ^{133 кв.м.}Xe и ¹³⁵Xe - одни из продукты деления обоих ²³⁵U и ²³⁹Пу, поэтому используются как индикаторы ядерные взрывы.

Искусственный изотоп ¹³⁵Xe имеет большое значение в работе ядерные реакторы деления. ¹³⁵Xe имеет огромный поперечное сечение за тепловые нейтроны, 2.65×10⁶ сараи, поэтому он действует как поглотитель нейтронов или же "яд " это может замедлить или остановиться цепная реакция после периода эксплуатации. Это было обнаружено в первые ядерные реакторы построен американским Манхэттенский проект за плутоний производство. Из-за этого эффекта проектировщики должны предусмотреть увеличение мощности реактора. реактивность (количество нейтронов на одно деление, которые переходят к делению других атомов ядерного топлива) выше начального значения, необходимого для начала цепной реакции.

Относительно высокие концентрации радиоактивных изотопов ксенона также обнаруживаются в ядерных реакторах из-за выделения этого газа деления из крекированных топливные стержни или расщепление урана в охлаждающей воде.^{[нужна цитата ]} Концентрации этих изотопов все еще обычно низки по сравнению с естественными радиоактивными веществами. благородный газ ²²²Rn.

Потому что ксенон - это трассирующий для двух родительские изотопы, Xe изотопные отношения в метеориты являются мощным инструментом для изучения формирование солнечной системы. Метод I-Xe знакомства показывает время, прошедшее между нуклеосинтез и конденсация твердого объекта из солнечная туманность (ксенон является газом, внутри объекта будет присутствовать только та его часть, которая образовалась после конденсации). Изотопы ксенона также являются мощным инструментом для понимания земная дифференциация. Избыток ¹²⁹Xe найден в углекислый газ скважинные газы из Нью-Мексико считалось, что он возник в результате распада мантия -производные газы вскоре после образования Земли.^[8]

Список изотопов

Нуклид [n 1]	Z	N	Изотопная масса (Да ) [n 2][n 3]	Период полураспада [n 4]	Разлагаться Режим [n 5]	Дочь изотоп [n 6]	Вращение и паритет [n 7][n 8]	Природное изобилие (мольная доля)
	Энергия возбуждения							Нормальная пропорция	Диапазон вариации
^108Xe[7]	54	54		58 (+ 106-23) мкс	α	^104Te	0+
^109Xe	54	55		13 (2) мс	α	^105Te
^110Xe	54	56	109.94428(14)	310 (190) мс [105 (+ 35−25) мс]	β^+	^110я	0+
					α	^106Te
^111Xe	54	57	110.94160(33)#	740 (200) мс	β^+ (90%)	^111я	5/2+#
					α (10%)	^107Te
^112Xe	54	58	111.93562(11)	2,7 (8) с	β^+ (99.1%)	^112я	0+
					α (0,9%)	^108Te
^113Xe	54	59	112.93334(9)	2,74 (8) с	β^+ (92.98%)	^113я	(5/2+)#
					β^+, п (7%)	^112Te
					α (0,011%)	^109Te
					β^+, α (0,007%)	^109Sb
^114Xe	54	60	113.927980(12)	10.0 (4) с	β^+	^114я	0+
^115Xe	54	61	114.926294(13)	18 (4) с	β^+ (99.65%)	^115я	(5/2+)
					β^+, п (0,34%)	^114Te
					β^+, α (3 × 10^−4%)	^111Sb
^116Xe	54	62	115.921581(14)	59 (2) с	β^+	^116я	0+
^117Xe	54	63	116.920359(11)	61 (2) с	β^+ (99.99%)	^117я	5/2(+)
					β^+, п (0,0029%)	^116Te
^118Xe	54	64	117.916179(11)	3,8 (9) мин	β^+	^118я	0+
^119Xe	54	65	118.915411(11)	5,8 (3) мин	β^+	^119я	5/2(+)
^120Xe	54	66	119.911784(13)	40 (1) мин	β^+	^120я	0+
^121Xe	54	67	120.911462(12)	40,1 (20) мин	β^+	^121я	(5/2+)
^122Xe	54	68	121.908368(12)	20,1 (1) ч	β^+	^122я	0+
^123Xe	54	69	122.908482(10)	2,08 (2) ч	EC	^123я	1/2+
^123мXe	185.18 (22) кэВ			5,49 (26) мкс			7/2(−)
^124Xe[n 9]	54	70	123.905893(2)	1,8 (0,5 (стат), 0,1 (систем))×1022 у[1]	Двойной ЭК	^124Te	0+	9.52(3)×10^−4
^125Xe	54	71	124.9063955(20)	16.9 (2) ч	β^+	^125я	1/2(+)
^125 млXe	252.60 (14) кэВ			56,9 (9) с	ЭТО	^125Xe	9/2(−)
^125м2Xe	295,86 (15) кэВ			0,14 (3) мкс			7/2(+)
^126Xe	54	72	125.904274(7)	Наблюдательно стабильный[n 10]			0+	8.90(2)×10^−4
^127Xe	54	73	126.905184(4)	36,345 (3) сут	EC	^127я	1/2+
^127 кв.м.Xe	297.10 (8) кэВ			69,2 (9) с	ЭТО	^127Xe	9/2−
^128Xe	54	74	127.9035313(15)	Стабильный[n 11]			0+	0.019102(8)
^129Xe[n 12]	54	75	128.9047794(8)	Стабильный[n 11]			1/2+	0.264006(82)
^129 кв.м.Xe	236.14 (3) кэВ			8,88 (2) д	ЭТО	^129Xe	11/2−
^130Xe	54	76	129.9035080(8)	Стабильный[n 11]			0+	0.040710(13)
^131Xe[n 13]	54	77	130.9050824(10)	Стабильный[n 11]			3/2+	0.212324(30)
^131 кв.м.Xe	163.930 (8) кэВ			11.934 (21) сут	ЭТО	^131Xe	11/2−
^132Xe[n 13]	54	78	131.9041535(10)	Стабильный[n 11]			0+	0.269086(33)
^132 кв.м.Xe	2752.27 (17) кэВ			8,39 (11) мс	ЭТО	^132Xe	(10+)
^133Xe[n 13][n 14]	54	79	132.9059107(26)	5,2475 (5) д	β^−	^133CS	3/2+
^133 кв.м.Xe	233,221 (18) кэВ			2,19 (1) d	ЭТО	^133Xe	11/2−
^134Xe[n 13]	54	80	133.9053945(9)	Наблюдательно стабильный[n 15]			0+	0.104357(21)
^134 млXe	1965,5 (5) кэВ			290 (17) мс	ЭТО	^134Xe	7−
^134м2Xe	3025.2 (15) кэВ			5 (1) мкс			(10+)
^135Xe[n 16]	54	81	134.907227(5)	9,14 (2) ч	β^−	^135CS	3/2+
^135 кв.м.Xe	526,551 (13) кэВ			15,29 (5) мин	ИТ (99,99%)	^135Xe	11/2−
					β^− (.004%)	^135CS
^136Xe[n 9]	54	82	135.907219(8)	2,165 (0,016 (стат), 0,059 (систем))×1021 у[2]	β^−β^−	^136Ба	0+	0.088573(44)
^136 кв.м.Xe	1891,703 (14) кэВ			2,95 (9) мкс			6+
^137Xe	54	83	136.911562(8)	3,818 (13) мин	β^−	^137CS	7/2−
^138Xe	54	84	137.91395(5)	14,08 (8) мин	β^−	^138CS	0+
^139Xe	54	85	138.918793(22)	39.68 (14) с	β^−	^139CS	3/2−
^140Xe	54	86	139.92164(7)	13.60 (10) с	β^−	^140CS	0+
^141Xe	54	87	140.92665(10)	1,73 (1) с	β^− (99.45%)	^141CS	5/2(−#)
					β^−, п (.043%)	^140CS
^142Xe	54	88	141.92971(11)	1,22 (2) с	β^− (99.59%)	^142CS	0+
					β^−, п (0,41%)	^141CS
^143Xe	54	89	142.93511(21)#	0,511 (6) с	β^−	^143CS	5/2−
^144Xe	54	90	143.93851(32)#	0,388 (7) с	β^−	^144CS	0+
					β^−, п	^143CS
^145Xe	54	91	144.94407(32)#	188 (4) мс	β^−	^145CS	(3/2−)#
^146Xe	54	92	145.94775(43)#	146 (6) мс	β^−	^146CS	0+
^147Xe	54	93	146.95356(43)#	130 (80) мс [0,10 (+ 10−5) с]	β^−	^147CS	3/2−#
					β^−, п	^146CS

1. ^мXe - Возбужден ядерный изомер.
2. () - Неопределенность (1σ) дается в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
3. # - Атомная масса, отмеченная #: значение и погрешность, полученные не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов от массовой поверхности (ТМС ).
4. Жирный период полураспада - почти стабильный, период полураспада более чем возраст вселенной.
5. Режимы распада:

   EC:	Электронный захват
   ЭТО:	Изомерный переход
   n:	Эмиссия нейтронов

6. Жирный символ как дочка - Дочерний продукт стабильный.
7. () значение вращения - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
8. # - Значения, отмеченные #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN ).
9. Изначальный радионуклид
10. Предположительно подвергается β⁺β⁺ распадаться на ¹²⁶Te
11. Теоретически способен спонтанное деление
12. Используется в методе сияющий подземные воды и сделать вывод об определенных событиях в истории Солнечной системы
13. Продукт деления
14. Имеет медицинское использование
15. Предположительно подвергается β⁻β⁻ распадаться на ¹³⁴Ба с периодом полураспада более 11 × 10¹⁵ годы
16. Самый мощный из известных поглотитель нейтронов, производимых на атомных станциях как продукт распада из ¹³⁵Я сам продукт распада ¹³⁵Чай продукт деления. Обычно поглощает нейтроны в высоком нейтронный поток среды, чтобы стать ¹³⁶Xe; видеть йодная яма для дополнительной информации

• Изотопный состав относится к составу воздуха.

Ксенон-124

Ксенон-124 - это изотоп ксенона, который подвергается двойному захвату электронов в теллур -124 с очень длинным периодом полураспада 1.8×10²² лет, что более чем на 12 порядков превышает возраст Вселенной ((13.799±0.021)×10⁹ годы). Такие распады наблюдались в XENON1T детектор в 2019 году, и являются самыми редкими процессами, когда-либо наблюдаемыми напрямую.^[9] (Были измерены даже более медленные распады других ядер, но путем обнаружения продуктов распада, которые накапливались за миллиарды лет, а не прямого наблюдения за ними.^[10])

Ксенон-133

Изотопы ксенона,¹³³Xe

Общий
Символ	^133Xe
Имена	изотопы ксенона, Xe-133
Протоны	54
Нейтронов	79
Данные о нуклидах
Природное изобилие	син
Период полураспада	5.243 d (1)
Продукты распада	^133CS
Изотопная масса	132.9059107 ты
Вращение	3/2+
Режимы распада
Режим распада	Энергия распада (МэВ )
Бета^−	0.427
Изотопы ксенона Полная таблица нуклидов

Ксенон-133 (продается как лекарство под торговой маркой Ксенеизол, Код УВД V09EX03 (ВОЗ)) является изотопом ксенона. Это радионуклид то есть вдохнул для оценки легочной функции и визуализации легкие.^[11] Он также используется для изображения кровотока, особенно в мозг.^{[12] 133}Xe также является важным продукт деления.^{[нужна цитата ]} Некоторые атомные электростанции в небольших количествах выбрасывают его в атмосферу.^[13]

Ксенон-135

Основная статья: Ксенон-135

Ксенон-135 это радиоактивный изотоп из ксенон, произведенный как продукт деления урана. Оно имеет период полураспада около 9,2 часов и является самым мощным из известных нейтрон -поглощающий ядерный яд (иметь сечение поглощения нейтронов из 2 миллионов сараи^[14]). Общий выход ксенона-135 от деления составляет 6,3%, хотя большая его часть является результатом радиоактивного распада образовавшихся при делении теллур-135 и йод-135. Xe-135 оказывает значительное влияние на ядерный реактор операция (ксеноновая яма ). Некоторые атомные электростанции в небольших количествах сбрасывают его в атмосферу.^[13]

Ксенон-136

Ксенон-136 - это изотоп ксенона, который подвергается двойному бета-распаду до барий -136 с очень длинным периодом полураспада 2.11×10²¹ лет, что более чем на 10 порядков превышает возраст Вселенной ((13.799±0.021)×10⁹ годы). Он используется в Обсерватория обогащенного ксенона эксперимент по поиску безнейтринный двойной бета-распад.

Рекомендации

1. «Наблюдение двухнейтринного двойного электронного захвата в ¹²⁴Xe с XENON1T ». Природа. 568 (7753): 532–535. 2019. Дои:10.1038 / с41586-019-1124-4.
2. Albert, J. B .; Auger, M .; Auty, D. J .; Barbeau, P. S .; Beauchamp, E .; Beck, D .; Белов, В .; Benitez-Medina, C .; Bonatt, J .; Breidenbach, M .; Brunner, T .; Буренков, А .; Цао, Г. Ф .; Chambers, C .; Chaves, J .; Кливленд, Б. Повара.; Craycraft, A .; Дэниелс, Т .; Данилов, М .; Догерти, С. Дж .; Davis, C.G .; Дэвис, Дж .; Devoe, R .; Delaquis, S .; Доби, А .; Долголенко, А .; Долински, М. Дж .; Dunford, M .; и другие. (2014). "Улучшенное измерение периода полураспада 2νββ ¹³⁶Хе с детектором EXO-200 ». Физический обзор C. 89. arXiv:1306.6106. Bibcode:2014PhRvC..89a5502A. Дои:10.1103 / PhysRevC.89.015502.
3. Мейя, Юрис; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 88 (3): 265–91. Дои:10.1515 / pac-2015-0305.
4. Wang, M .; Audi, G .; Кондев, Ф. Г .; Huang, W. J .; Naimi, S .; Сюй, X. (2017). «Оценка атомной массы AME2016 (II). Таблицы, графики и ссылки» (PDF). Китайская физика C. 41 (3): 030003-1–030003-442. Дои:10.1088/1674-1137/41/3/030003.
5. Статус ββ-распада в ксеноне, Roland Lüscher, доступ онлайн 17 сентября 2007 г. В архиве 27 сентября 2007 г. Wayback Machine
6. Barros, N .; Thurn, J .; Зубер, К. (2014). "Двойное бета-распад поисков ¹³⁴Xe, ¹²⁶Xe и ¹²⁴Xe с крупномасштабными детекторами Xe ". Журнал физики G. 41 (11): 115105–1–115105–12. arXiv:1409.8308. Дои:10.1088/0954-3899/41/11/115105. S2CID  116264328.
7. Auranen, K .; и другие. (2018). "Сверхразрешенное α-распад до двойной магии ¹⁰⁰Sn " (PDF). Письма с физическими проверками. 121 (18): 182501. Дои:10.1103 / PhysRevLett.121.182501. PMID  30444390.
8. Boulos, M. S .; Мануэль, О. К. (1971). «Ксеноновая запись исчезнувшей радиоактивности на Земле». Наука. 174 (4016): 1334–1336. Bibcode:1971 г., научный ... 174.1334B. Дои:10.1126 / science.174.4016.1334. PMID  17801897. S2CID  28159702.
9. Дэвид Нилд (26 апреля 2019 г.). «Детектор темной материи только что зафиксировал одно из самых редких событий, известных науке».
10. Хеннеке, Эдвард В., О. К. Мануэль и Дварка Д. Сабу. (1975). «Двойной бета-распад Те 128». Физический обзор C. 11 (4): 1378–1384. Дои:10.1103 / PhysRevC.11.1378.
11. Jones, R.L .; Sproule, B.J .; Овертон, Т. Р. (1978). «Измерение регионарной вентиляции и перфузии легких с помощью Xe-133». Журнал ядерной медицины. 19 (10): 1187–1188. PMID  722337.
12. Hoshi, H .; Jinnouchi, S .; Watanabe, K .; Ониши, Т .; Uwada, O .; Nakano, S .; Киношита, К. (1987). «Визуализация церебрального кровотока у пациентов с опухолью мозга и артериовенозной мальформацией с использованием оксима гексаметилпропиленамина Tc-99m - сравнение с Xe-133 и IMP». Каку Игаку. 24 (11): 1617–1623. PMID  3502279.
13. Сбросы сточных вод с атомных электростанций и установок топливного цикла. Национальная академия прессы (США). 2012-03-29.
14. Таблица нуклидов 13-е издание

• Изотопные массы из Ame2003 Оценка атомной массы Жорж Ауди, Алдерт Хендрик Вапстра, Катрин Тибо, Жан Блашо и Оливье Берсильон в Ядерная физика A729 (2003 г.).
• Изотопные составы и стандартные атомные массы из:
  • де Лаэтер, Джон Роберт; Бёльке, Джон Карл; Де Бьевр, Поль; Хидака, Хироши; Пайзер, Х. Штеффен; Росман, Кевин Дж. Р .; Тейлор, Филип Д. П. (2003). «Атомный вес элементов. Обзор 2000 г. (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 75 (6): 683–800. Дои:10.1351 / pac200375060683.
  • Визер, Майкл Э. (2006). «Атомный вес элементов 2005 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 78 (11): 2051–2066. Дои:10.1351 / pac200678112051. Сложить резюме.
• Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников.
  • Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Вапстра, Алдерт Хендрик (2003), "ТогдаUBASE оценка ядерных и распадных свойств », Ядерная физика A, 729: 3–128, Bibcode:2003НуФА.729 .... 3А, Дои:10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001
  • Национальный центр ядерных данных. «База данных NuDat 2.x». Брукхейвенская национальная лаборатория.
  • Холден, Норман Э. (2004). «11. Таблица изотопов». В Лиде, Дэвид Р. (ред.). CRC Справочник по химии и физике (85-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. ISBN  978-0-8493-0485-9.