Изотопы ксенона - Isotopes of xenon
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Стандартный атомный вес A r, стандартный (Xe) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Встречающийся в природе ксенон ( 54 Xe) состоит из семи стабильных изотопов и двух очень долгоживущих изотопов. Двойной захват электронов наблюдался в 124 Xe (период полураспада 1,8 ± 0,5 (стат) ± 0,1 (sys) × 10 22 года ) и двойной бета-распад у 136 Xe (период полураспада 2,165 ± 0,016 (стат) ± 0,059 (sys ) × 10 21 год ), которые являются одними из самых продолжительных измеренных периодов полураспада всех нуклидов. Предполагается, что изотопы 126 Xe и 134 Xe также подвергаются двойному бета-распаду, но у этих изотопов этого никогда не наблюдалось, поэтому они считаются стабильными. Помимо этих стабильных форм, было изучено 32 искусственных нестабильных изотопа и различных изомеров, самым долгоживущим из которых является 127 Xe с периодом полураспада 36,345 дней. Все остальные изотопы имеют период полураспада менее 12 дней, в большинстве случаев менее 20 часов. Самый короткоживущий изотоп 108 Xe имеет период полураспада 58 мкс и является самым тяжелым из известных нуклидов с равным количеством протонов и нейтронов. Из известных изомеров самым долгоживущим является 131m Xe с периодом полураспада 11,934 дня. 129 Xe производится бета - распада в 129 I ( период полураспада : 16 миллионов лет); 131m Xe, 133 Xe, 133m Xe и 135 Xe являются одними из продуктов деления как 235 U, так и 239 Pu , поэтому используются в качестве индикаторов ядерных взрывов .
Искусственный изотоп 135 Xe имеет большое значение в работе ядерных реакторов деления . 135 Xe имеет огромное поперечное сечение для тепловых нейтронов , 2,65 × 10 6 барн , поэтому он действует как поглотитель нейтронов или « яд », который может замедлить или остановить цепную реакцию после определенного периода работы. Это было обнаружено в самых первых ядерных реакторах, построенных американским Манхэттенским проектом для производства плутония . Из-за этого эффекта проектировщики должны принять меры для увеличения реактивности реактора (количества нейтронов на деление, которые переходят к делению других атомов ядерного топлива) по сравнению с начальным значением, необходимым для запуска цепной реакции.
Относительно высокие концентрации радиоактивных изотопов ксенона также обнаруживаются в ядерных реакторах из-за выделения этого газа деления из треснувших топливных стержней или деления урана в охлаждающей воде. Концентрации этих изотопов все еще обычно низкие по сравнению с естественным радиоактивным благородным газом 222 Rn .
Поскольку ксенон является индикатором двух родительских изотопов , соотношение изотопов Xe в метеоритах является мощным инструментом для изучения формирования Солнечной системы . Метод датировки I-Xe дает время, прошедшее между нуклеосинтезом и конденсацией твердого объекта из солнечной туманности (ксенон является газом, только та его часть, которая образовалась после конденсации, будет присутствовать внутри объекта). Изотопы ксенона также являются мощным инструментом для понимания земной дифференциации . Избыток 129 Xe, обнаруженный в углекислотных газах из скважин из Нью-Мексико, считается результатом распада газов, образованных из мантии, вскоре после образования Земли.
Список изотопов
Нуклид |
Z | N |
Изотопная масса ( Да ) |
Период полураспада |
Режим распада |
Дочерний изотоп |
Спин и паритет |
Естественное изобилие (мольная доля) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Энергия возбуждения | Нормальная пропорция | Диапазон вариации | |||||||
108 Xe | 54 | 54 | 58 (+ 106-23) мкс | α | 104 Те | 0+ | |||
109 Xe | 54 | 55 | 13 (2) мс | α | 105 Те | ||||
110 Xe | 54 | 56 | 109.94428 (14) | 310 (190) мс [105 (+ 35−25) мс] |
β + | 110 я | 0+ | ||
α | 106 Те | ||||||||
111 Xe | 54 | 57 | 110.94160 (33) # | 740 (200) мс | β + (90%) | 111 I | 5/2 + # | ||
α (10%) | 107 Те | ||||||||
112 Xe | 54 | 58 | 111.93562 (11) | 2,7 (8) с | β + (99,1%) | 112 я | 0+ | ||
α (0,9%) | 108 Те | ||||||||
113 Xe | 54 | 59 | 112.93334 (9) | 2,74 (8) с | β + (92,98%) | 113 я | (5/2 +) # | ||
β + , p (7%) | 112 Те | ||||||||
α (0,011%) | 109 Те | ||||||||
β + , α (0,007%) | 109 Сб | ||||||||
114 Xe | 54 | 60 | 113.927980 (12) | 10.0 (4) с | β + | 114 I | 0+ | ||
115 Xe | 54 | 61 год | 114.926294 (13) | 18 (4) с | β + (99,65%) | 115 я | (5/2 +) | ||
β + , p (0,34%) | 114 Те | ||||||||
β + , α (3 × 10 −4 %) | 111 Сб | ||||||||
116 Xe | 54 | 62 | 115.921581 (14) | 59 (2) с | β + | 116 я | 0+ | ||
117 Xe | 54 | 63 | 116.920359 (11) | 61 (2) с | β + (99,99%) | 117 я | 5/2 (+) | ||
β + , p (0,0029%) | 116 Те | ||||||||
118 Xe | 54 | 64 | 117.916179 (11) | 3,8 (9) мин | β + | 118 я | 0+ | ||
119 Xe | 54 | 65 | 118.915411 (11) | 5,8 (3) мин | β + | 119 я | 5/2 (+) | ||
120 Xe | 54 | 66 | 119.911784 (13) | 40 (1) мин | β + | 120 я | 0+ | ||
121 Xe | 54 | 67 | 120.911462 (12) | 40,1 (20) мин | β + | 121 I | (5/2 +) | ||
122 Xe | 54 | 68 | 121,908368 (12) | 20,1 (1) ч | β + | 122 я | 0+ | ||
123 Xe | 54 | 69 | 122.908482 (10) | 2,08 (2) ч | EC | 123 I | 1/2 + | ||
123 м Xe | 185.18 (22) кэВ | 5,49 (26) мкс | 7/2 (-) | ||||||
124 Xe | 54 | 70 | 123.905893 (2) | 1,8 (0,5 (стат), 0,1 (SYS)) × 10 22 у | Двойной ЭК | 124 Те | 0+ | 9,52 (3) × 10 −4 | |
125 Xe | 54 | 71 | 124,9063955 (20) | 16.9 (2) ч | β + | 125 I | 1/2 (+) | ||
125 мл Xe | 252.60 (14) кэВ | 56,9 (9) с | ЭТО | 125 Xe | 9/2 (-) | ||||
125м2 Xe | 295,86 (15) кэВ | 0,14 (3) мкс | 7/2 (+) | ||||||
126 Xe | 54 | 72 | 125.904274 (7) | Наблюдательно стабильный | 0+ | 8,90 (2) × 10 −4 | |||
127 Xe | 54 | 73 | 126.905184 (4) | 36,345 (3) сут | EC | 127 I | 1/2 + | ||
127 м Xe | 297.10 (8) кэВ | 69,2 (9) с | ЭТО | 127 Xe | 9 / 2- | ||||
128 Xe | 54 | 74 | 127.9035313 (15) | Стабильный | 0+ | 0,019102 (8) | |||
129 Xe | 54 | 75 | 128.9047794 (8) | Стабильный | 1/2 + | 0,264006 (82) | |||
129 м Xe | 236.14 (3) кэВ | 8,88 (2) д | ЭТО | 129 Xe | 11 / 2− | ||||
130 Xe | 54 | 76 | 129.9035080 (8) | Стабильный | 0+ | 0,040710 (13) | |||
131 Xe | 54 | 77 | 130.9050824 (10) | Стабильный | 3/2 + | 0,212324 (30) | |||
131 м Xe | 163.930 (8) кэВ | 11.934 (21) сут | ЭТО | 131 Xe | 11 / 2− | ||||
132 Xe | 54 | 78 | 131,9041535 (10) | Стабильный | 0+ | 0,269086 (33) | |||
132 м Xe | 2752.27 (17) кэВ | 8,39 (11) мс | ЭТО | 132 Xe | (10+) | ||||
133 Xe | 54 | 79 | 132.9059107 (26) | 5,2475 (5) д | β - | 133 Cs | 3/2 + | ||
133m Xe | 233,221 (18) кэВ | 2,19 (1) d | ЭТО | 133 Xe | 11 / 2− | ||||
134 Xe | 54 | 80 | 133.9053945 (9) | Наблюдательно стабильный | 0+ | 0,104357 (21) | |||
134m1 Xe | 1965,5 (5) кэВ | 290 (17) мс | ЭТО | 134 Xe | 7− | ||||
134м2 Xe | 3025.2 (15) кэВ | 5 (1) мкс | (10+) | ||||||
135 Xe | 54 | 81 год | 134.907227 (5) | 9,14 (2) ч | β - | 135 Cs | 3/2 + | ||
135 м Xe | 526,551 (13) кэВ | 15,29 (5) мин | ИТ (99,99%) | 135 Xe | 11 / 2− | ||||
β - (0,004%) | 135 Cs | ||||||||
136 Xe | 54 | 82 | 135,907219 (8) | 2,165 (0,016 (стат), 0,059 (SYS)) × 10 21 у | β - β - | 136 Ba | 0+ | 0,088573 (44) | |
136 м Xe | 1891,703 (14) кэВ | 2,95 (9) мкс | 6+ | ||||||
137 Xe | 54 | 83 | 136.911562 (8) | 3,818 (13) мин | β - | 137 Cs | 7 / 2− | ||
138 Xe | 54 | 84 | 137.91395 (5) | 14,08 (8) мин | β - | 138 Cs | 0+ | ||
139 Xe | 54 | 85 | 138.918793 (22) | 39.68 (14) с | β - | 139 Cs | 3 / 2- | ||
140 Xe | 54 | 86 | 139.92164 (7) | 13.60 (10) с | β - | 140 Cs | 0+ | ||
141 Xe | 54 | 87 | 140.92665 (10) | 1,73 (1) с | β - (99,45%) | 141 Cs | 5/2 (- #) | ||
β - , n (0,043%) | 140 Cs | ||||||||
142 Xe | 54 | 88 | 141.92971 (11) | 1,22 (2) с | β - (99,59%) | 142 Cs | 0+ | ||
β - , n (0,41%) | 141 Cs | ||||||||
143 Xe | 54 | 89 | 142.93511 (21) # | 0,511 (6) с | β - | 143 Cs | 5 / 2- | ||
144 Xe | 54 | 90 | 143.93851 (32) # | 0,388 (7) с | β - | 144 Cs | 0+ | ||
β - , п | 143 Cs | ||||||||
145 Xe | 54 | 91 | 144.94407 (32) # | 188 (4) мс | β - | 145 Cs | (3/2 -) # | ||
146 Xe | 54 | 92 | 145.94775 (43) # | 146 (6) мс | β - | 146 Cs | 0+ | ||
147 Xe | 54 | 93 | 146.95356 (43) # | 130 (80) мс [0,10 (+ 10−5) с] |
β - | 147 Cs | 3 / 2- # | ||
β - , п | 146 Cs |
- ^ m Xe - Возбужденный ядерный изомер .
- ^ () - Неопределенность (1 σ ) дана в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
- ^ # - Атомная масса с пометкой #: значение и погрешность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов по массовой поверхности (TMS).
- ^ Жирный период полураспада - почти стабильный, период полураспада больше возраста Вселенной .
-
^
Режимы распада:
EC: Электронный захват ЭТО: Изомерный переход n: Эмиссия нейтронов - ^ Дочерний жирный символ - дочерний продукт стабильный.
- ^ () значение спина - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
- ^ # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
- ^ a b Первородный радионуклид
- ^ Предполагается, что подвергается β + β + распаду до 126 Те
- ^ a b c d e Теоретически способна к спонтанному делению
- ^ Используется в методе радиодирования грунтовых вод и для вывода определенных событий в истории Солнечной системы.
- ^ a b c d Продукт деления
- ^ Имеет медицинское применение
- ^ Предполагается, что подвергается β - β - распаду до 134 Ba с периодом полураспада более 11 × 10 15 лет
- ^ Самый мощный известный поглотитель нейтронов , производится на атомных электростанциях качестве продукта распада из 135 I, сам продукт распада 135 Te, в продукт деления . Обычно поглощает нейтроны в средах с высоким нейтронным потоком и превращается в 136 Xe ; см. йодную яму для получения дополнительной информации
- Изотопный состав относится к составу воздуха.
Ксенон-124
Ксенон-124 - это изотоп ксенона, который подвергается двойному захвату электрона в теллур -124 с очень длинным периодом полураспада, равным 1,8 × 10 22 года, что более чем на 12 порядков превышает возраст Вселенной ( (13,799 ± 0,021) × 10 9 лет ). Такие распады наблюдались в детекторе XENON1T в 2019 году и являются самыми редкими процессами, которые когда-либо наблюдались напрямую. (Были измерены даже более медленные распады других ядер, но путем обнаружения продуктов распада, которые накапливались за миллиарды лет, а не прямого наблюдения за ними.)
Ксенон-133
Общий | |
---|---|
Символ | 133 Xe |
Имена | изотопы ксенона, Xe-133 |
Протоны | 54 |
Нейтронов | 79 |
Данные о нуклидах | |
Природное изобилие | син |
Период полураспада | 5,243 г (1) |
Продукты распада | 133 Cs |
Изотопная масса | 132.9059107 ед. |
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 Xeneisol , код ATC V09EX03 ( ВОЗ )) представляет собой изотоп ксенона. Это радионуклид, который вдыхают для оценки легочной функции и визуализации легких . Он также используется для изображения кровотока, особенно в головном мозге . 133 Xe также является важным продуктом деления . Некоторые атомные электростанции сбрасывают его в небольших количествах в атмосферу.
Ксенон-135
Ксенон-135 является радиоактивным изотопом из ксенона , получают в качестве продукта деления урана. Она имеет период полураспада около 9,2 часов и является самым мощным известным нейтрон абсорбирующий ядерный яд (имеющий поглощения нейтронов сечение 2 млн сараях ). Общий выход ксенона-135 от деления составляет 6,3%, хотя большая его часть является результатом радиоактивного распада теллура-135 и йода-135, образующегося при делении . Xe-135 оказывает существенное влияние на работу ядерного реактора ( ксеноновая яма ). Некоторые атомные электростанции сбрасывают его в небольших количествах в атмосферу.
Ксенон-136
Ксенон-136 - это изотоп ксенона, который подвергается двойному бета-распаду до бария- 136 с очень длительным периодом полураспада 2,11 × 10 21 год, что более чем на 10 порядков больше возраста Вселенной ( (13,799 ± 0,021) × 10 9 лет ). Он используется в эксперименте Enriched Xenon Observatory для поиска безнейтринного двойного бета-распада .
Рекомендации
- Изотопные массы из Ame2003 Atomic Mass Evaluation, выполненные Жоржем Ауди, Алдертом Хендриком Вапстра, Кэтрин Тибо, Жаном Блахо и Оливье Берсильоном в Nuclear Physics A729 (2003).
- Изотопные составы и стандартные атомные массы из:
- де Лаэтер, Джон Роберт ; Бёльке, Джон Карл; Де Бьевр, Поль; Хидака, Хироши; Пайзер, Х. Штеффен; Росман, Кевин-младший; Тейлор, Филип DP (2003). «Атомный вес элементов. Обзор 2000 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 75 (6): 683–800. DOI : 10.1351 / pac200375060683 .
- Визер, Майкл Э. (2006). «Атомный вес элементов 2005 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 78 (11): 2051–2066. DOI : 10,1351 / pac200678112051 . Выложите резюме .
- Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников.
- Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), " Оценка ядерных свойств и свойств распада N UBASE " , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
- 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 .