Xenonisotoper

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 30 januari 2022; kontroller kräver 3 redigeringar .

Xenonisotoper är  varianter av det kemiska elementet xenon som har ett annat antal neutroner i kärnan . Kända isotoper av xenon med masstal från 108 till 147 (antal protoner 54, neutroner från 54 till 93), och mer än 10 kärnisomerer .

9 isotoper finns i naturen. Av dessa är sju stabila:

• 126 Xe ( isotopisk mängd 0,089%),
• 128 Xe (isotopisk mängd 1,910%),
• 129 Xe (isotopisk mängd 26,401%),
• 130 Xe (isotopmängd 4,071%),
• 131 Xe (isotopisk mängd 21,232%),
• 132 Xe (isotopisk mängd 26,909%),
• 134 Xe (isotopmängd 10,436%).

Ytterligare två isotoper har enorma halveringstider , mycket längre än universums ålder :

• 124 Xe (isotopmängd 0,095 %, halveringstid 1,8⋅10 22 år),
• 136 Xe (isotopmängd 8,857 %, halveringstid 2,165⋅10 21 år).

De återstående isotoperna är artificiella, varav de längsta livslängden 127 Xe ( halveringstid 36,345 dagar) och 133 Xe (5,2475 dagar), halveringstiden för de återstående isotoperna överstiger inte 20 timmar. Bland de nukleära isomererna är de mest stabila 131m Xe med en halveringstid på 11,84 dagar, 129m Xe (8,88 dagar) och 133m Xe (2,19 dagar) [1] .

Xenon-133

133 Xe är en artificiell isotop som används inom medicin för diagnostiska ändamål [2]  — för att studera lungventilation (genom inandning av gasformigt xenon-133), samt för att studera egenskaperna för blodflöde och myelografi (genom administrering i lösningar). Det tas inte upp av kroppen och utsöndras snabbt från blodet genom lungorna.

Den upplever beta-minus-sönderfall med en halveringstid på 5,3 dagar och en maximal elektronenergi på 346 k eV , dotterisotopen är stabil 133 Cs . Förfallet av 133 Xe sker i 99% av fallen till en exciterad nivå av cesium-133 med en energi på 81,0 keV, som omedelbart sönderfaller till marknivån med emission av ett 81 keV gammastrålningskvantum eller omvandlingselektroner . Med sällsynta sönderfall till högre exciterade nivåer av cesium-133, återställs excitationen av gammakvanta med energier upp till 0,38 MeV . Xenon-133 erhålls genom neutronbestrålning av naturligt xenon genom reaktionen 132 Xe(n, y) 133 Xe. Det ingår också i sönderfallskedjorna av uran- och plutoniumklyvningsprodukter , därför kan det isoleras från använt bränsle från kärnreaktorer eller bestrålat uran.

Xenon-135

Huvudartikel Xenon-135

135 Xe är en isotop med ett mycket stort neutroninfångningstvärsnitt av det termiska spektrumet (det så kallade "neutrongiftet"). Det produceras i betydande kvantiteter under klyvningen av uran och plutonium i kärnreaktorer, vilket skapar komplexa transienter i driften av reaktorer med ett termiskt neutronspektrum, vilket gör det svårt att få reaktorn till sin nominella effekt efter effektminskning eller avstängning (detta fenomenet kallas " jodgrop " eller "xenongrop").

Halveringstiden för xenon-135 är 9,14 timmar, den enda sönderfallskanalen är beta-minus sönderfall till 135 Cs (långlivad med en halveringstid på 2,3 miljoner år ). Det termiska neutroninfångningstvärsnittet är 2,6 miljoner ladugårdar [3] . I sönderfallskedjor är uran en dotterisotop av tellur-135 och jod-135 . Dess produktion är en divisionuran-235 är 6,3%.

Tabell över xenonisotoper

Nuklidsymbol _	Z (p)	N ( n )	Isotopmassa [4] ( a.u.m. )	Halveringstid [ 5] ( T 1/2 )	Decay kanal	Förfallande produkt	Spinn och paritet av kärnan [5]	Isotopens förekomst i naturen	Omfång av förändringar i isotopisk förekomst i naturen
	Excitationsenergi
108 xe	54	54		58(+106−23) µs	α	104 Te	0+
109 Xe	54	55		13(2) ms	α	105 Te
110 xe	54	56	109,94428(14)	310(190) ms [105(+35−25) ms]	β +	110 I	0+
					α	106 Te
111 Xe	54	57	110.94160(33)#	740(200) ms	β + (90 %)	111 I	5/2+#
					α (10 %)	107 Te
112 Xe	54	58	111,93562(11)	2.7(8) s	β + (99,1%)	112 I	0+
					α (0,9 %)	108 Te
113 Xe	54	59	112,93334(9)	2.74(8) s	β + (92,98%)	113 I	(5/2+)#
					β + , p (7 %)	112 Te
					α (0,011%)	109 Te
					β + , α (0,007 %)	109 Sb
114 Xe	54	60	113,927980(12)	10,0(4) s	β +	114 I	0+
115 xe	54	61	114,926294(13)	18(4) s	β + (99,65%)	115 I	(5/2+)
					β + , p (0,34 %)	114 Te
					β + , α (3⋅10 −4 %)	111 Sb
116 xe	54	62	115,921581(14)	59(2) s	β +	116 I	0+
117 Xe	54	63	116,920359(11)	61(2) s	β + (99,99 %)	117 I	5/2(+)
					β + , p (0,0029 %)	116 Te
118 Xe	54	64	117,916179(11)	3,8(9) min	β +	118 I	0+
119 Xe	54	65	118.915411(11)	5,8(3) min	β +	119 I	5/2(+)
120 xe	54	66	119,911784(13)	40(1) min	β +	120 I	0+
121 xe	54	67	120,911462(12)	40,1(20) min	β +	121 I	(5/2+)
122 Xe	54	68	121.908368(12)	20.1(1) h	β +	122 I	0+
123 Xe	54	69	122.908482(10)	2.08(2) h	EZ	123 I	1/2+
123m Xe	185,18(22) keV			5,49(26) µs			7/2(−)
124 xe	54	70	123.905893(2)	1,8⋅10 22  år [6]	Dubbel EZ	124 Te	0+	9,52(3)⋅10 −4
125 xe	54	71	124.9063955(20)	16.9(2) h	β +	125 I	1/2(+)
125m1Xe _	252,60(14) keV			56.9(9) s	IP	125 xe	9/2(−)
125m2 Xe	295,86(15) keV			0,14(3) µs			7/2(+)
126 xe	54	72	125.904274(7)	stabil [7] [ca. ett]			0+	8,90(2)⋅10 −4
127 Xe	54	73	126.905184(4)	36.345(3) dagar	EZ	127 I	1/2+
127m Xe	297,10(8) keV			69.2(9) s	IP	127 Xe	9/2−
128 Xe	54	74	127.9035313(15)	stabil			0+	0,019102(8)
129 Xe	54	75	128.9047794(8)	stabil			1/2+	0,264006(82)
129m Xe	236,14(3) keV			8,88(2) dagar	IP	129 Xe	11/2−
130 xe	54	76	129,9035080(8)	stabil			0+	0,040710(13)
131 Xe	54	77	130.9050824(10)	stabil			3/2+	0,212324(30)
131m Xe	163,930(8) keV			11.934(21) dagar	IP	131 Xe	11/2−
132 Xe	54	78	131.9041535(10)	stabil			0+	0,269086(33)
132m Xe	2752,27(17) keV			8,39(11) ms	IP	132 Xe	(10+)
133 Xe	54	79	132.9059107(26)	5,2475(5) dagar	β −	133Cs _	3/2+
133m Xe	233,221(18) keV			2.19(1) dagar	IP	133 Xe	11/2−
134 Xe	54	80	133.9053945(9)	stabil (>1,1⋅10 16 år) [7] [ca. 2]			0+	0,104357(21)
134m1Xe _	1965.5(5) keV			290(17) ms	IP	134 Xe [7]	7−
134m2 Xe	3025,2(15) keV			5(1) µs			(10+)
135 xe	54	81	134.907227(5)	9.14(2) h	β −	135Cs _	3/2+
135m Xe	526,551(13) keV			15,29(5) min	IP (99,99 %)	135 xe	11/2−
					β - (0,004 %)	135Cs _
136 Xe	54	82	135,907219(8)	2,165⋅10 21  år [8]	β − β −	136 Ba	0+	0,088573(44)
136m Xe	1891.703(14) keV			2,95(9) µs			6+
137 Xe	54	83	136.911562(8)	3,818(13) min	β −	137Cs _	7/2−
138 Xe	54	84	137,91395(5)	14.08(8) min	β −	138Cs _	0+
139 Xe	54	85	138,918793(22)	39.68(14) s	β −	139Cs _	3/2−
140 xe	54	86	139,92164(7)	13.60(10) s	β −	140Cs _	0+
141 Xe	54	87	140,92665(10)	1.73(1) s	β - (99,45 %)	141Cs _	5/2(−#)
					β − , n (0,043 %)	140Cs _
142 Xe	54	88	141,92971(11)	1.22(2) s	β - (99,59 %)	142Cs _	0+
					β − , n (0,41 %)	141Cs _
143 Xe	54	89	142.93511(21)#	0,511(6) s	β −	143Cs _	5/2−
144 Xe	54	90	143.93851(32)#	0,388(7) s	β −	144Cs _	0+
					β − , n	143Cs _
145 xe	54	91	144.94407(32)#	188(4) ms	β −	145Cs _	(3/2−)#
146 Xe	54	92	145,94775(43)#	146(6) ms	β −	146Cs _	0+
147 Xe	54	93	146.95356(43)#	130(80) ms [0,10(+10−5) s]	β −	147Cs _	3/2−#
					β − , n	146Cs _

1. ↑ Teoretiskt kan den genomgå dubbel elektronfångning i 126 Te.
2. ↑ Teoretiskt sett kan den genomgå dubbel beta-sönderfall i 134 Ba.

Förklaringar till tabellen

• Förekomsten av isotoper anges för xenon i jordens atmosfär. För andra källor kan värdena variera kraftigt.

• Indexen 'm', 'n', 'p' (bredvid symbolen) anger nuklidens exciterade isomera tillstånd.

• Symboler i fet stil indikerar stabila nedbrytningsprodukter.

• Värden markerade med en hash (#) härleds inte enbart från experimentella data, utan är (åtminstone delvis) uppskattade från systematiska trender i närliggande nuklider (med samma Z- och N -förhållanden ). Osäkerhetsspinn och/eller paritetsvärden är omgivna inom parentes.

• Osäkerhet anges som ett tal inom parentes, uttryckt i enheter av den sista signifikanta siffran, betyder en standardavvikelse (med undantag för mängden och standardatommassan för en isotop enligt IUPAC -data , för vilken en mer komplex definition av osäkerhet är Begagnade). Exempel: 29770,6(5) betyder 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) betyder 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) betyder −2200,2 ± 1,8.

Anteckningar

1. ↑ Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH NUBASE-utvärderingen av kärn- och sönderfallsegenskaper  // Kärnfysik A. - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
2. ↑ XENON radioaktivt
3. ↑ Medicinskt komplex för produktion av radioisotoper baserat på en lösningsreaktor
4. ↑ Data från Wang M. , Audi G. , Kondev FG , Huang WJ , Naimi S. , Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). utvärdering av indata; och justeringsprocedurer  (engelska)  // Chinese Physics C. - 2016. - Vol. 41 , iss. 3 . - P. 030002-1-030002-344 . - doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030002 .
5. ↑ 1 2 Data baserad på Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH NUBASE-utvärderingen av kärn- och förfallsegenskaper  // Kärnfysik A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
6. ↑ Aprile E. et al. (XENON-samarbete). Observation av två-neutrino dubbelelektroninfångning i 124 Xe med XENON1T  //  Nature. - 2019. - Vol. 568 , utg. 7753 . — S. 532–535 . - doi : 10.1038/s41586-019-1124-4 .
7. ↑ 1 2 3 Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. , Audi G. Nubase2020-utvärderingen av nukleära egenskaper  // Kinesisk fysik  C. - 2021. - Vol. 45 , iss. 3 . - P. 030001-1-030001-180 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
8. ↑ Albert JB et al. (EXO-samarbete). Förbättrad mätning av 2νββ-halveringstiden för 136 Xe med EXO-200-detektorn  (engelska)  // Physical Review C. - 2014. - Vol. 89 . — S. 015502 . - doi : 10.1103/PhysRevC.89.015502 . - . - arXiv : 1306.6106 .

isotoper

ett 2                             3 fyra 5 6 7 åtta 9 tio elva 12 13 fjorton femton 16 17 arton ett x H   x han 2 x Li x vara   x B x C x N x O x F x Ne 3 x Na xMg _   x Al x Si x P x S xCl _ xAr _ fyra x K x Ca   x Sc x Ti x V xCr _ xMn _ x Fe x Co x Ni x Cu xZn _ x Ga x Ge xAs _ x Se xBr _ xKr _ 5 xRb _ xSr _   x Y xZr _ xNb _ x Mån x Tc x Ru x Rh x Pd xAg _ x CD x in x Sn x Sb x Te x jag x Xe 6 x Cs x Ba xLa _ x Ce x Pr xNd _ x pm xSm _ xEu _ x Gd xTb _ xDy _ x Ho x Er x Tm x Yb x Lu x Hf x Ta x W x Re xOs _ xIr _ xPt _ xAu _ x Hg xTl _ xPb _ x Bi x Po x Kl xRn _ 7 xFr _ x Ra x Ac xTh _ xPa _ x U xNp _ x Pu x Am x cm xBk _ x Jfr x Es xFm _ xMd _ x Nej xLr _ xRf _ xDb _ xSg _ x Bh x Hs x Mt xDs _ xRg _ x Cn xNh _ xFl _ x Mc xLv _ x Ts xOg _   alkaliska metaller alkaliska jordartsmetaller Lantanider Aktinider övergångsmetaller lättmetaller _ Halvmetaller icke-metaller Halogener ädelgaser Egenskaper okända