Открыть главное меню

Изотопы ксенона — разновидности химического элемента ксенона, имеющие разное количество нейтронов в ядре. Известны изотопы ксенона с массовыми числами от 108 до 147 (количество протонов 54, нейтронов от 54 до 93), и более 10 ядерных изомеров.

9 изотопов встречаются в природе. Из них стабильными являются семь:

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

Еще два изотопа имеют огромные периоды полураспада, много больше возраста Вселенной:

  • 124Xe (изотопная распространенность 0,095 %), период полураспада 1,8⋅1022 лет
  • 136Xe (изотопная распространенность 8,857 %), период полураспада 2,165⋅1021 лет

Остальные изотопы искусственные, самые долгоживущие 127Xe (период полураспада 36,345 суток) и 133Xe (5,2475 суток), период полураспада остальных изотопов не превышает 20 часов. Среди ядерных изомеров наиболее стабильны 131mXe с периодом полураспада 11,84 суток, 129mXe (8,88 суток) и 133mXe (2,19 суток)[1].

Ксенон-133Править

133Xe искусственный изотоп, применяется в медицине для диагностических целей.[2] Применяется для изучения легочной вентиляции (путем вдыхания газообразного ксенона-133) а также при изучении особенностей кровотока и миелографии (путем введения в растворах). Не усваивается организмом и быстро выводится из крови через легкие.

Схема распада бета-распад с полупериодом 5,3 суток и основной линией 0,35 МэВ, дочерний изотоп стабильный 133Cs. Сброс возбуждения происходит гамма квантами с энергиями до 0,38 МэВ. Получают облучением нейтронами природного ксенона по схеме 132Xe (n, γ)→133Xe. Также входит в цепочки распада урана и плутония, потому может быть выделен из отработанного топлива ядерных реакторов или облученного урана.

Ксенон-135Править

Основная статья Ксенон-135 (англ.)

135Xe — изотоп с очень большим сечением захвата нейтронов теплового спектра (т. н. нейтронный яд). В значимых количествах образуется при делении урана и плутония в ядерных реакторах, создавая сложные переходные процессы в работе реакторов с тепловым спектром нейтронов.

Период полураспада 9,14 часа, дочерний изотоп 135Cs, сечение захвата тепловых нейтронов до 3 миллионов барн.[3] В цепочках распада урана является дочерним изотопом теллура-135 и иода-135, выход (англ.) 6,3 %.

Таблица изотопов ксенонаПравить

Символ
нуклида
Z(p) N(n) Масса изотопа[4]
(а. е. м.)
Период
полураспада
[5]
(T1/2)
Спин и чётность
ядра[5]
Энергия возбуждения
108Xe 54 54 58 µs
109Xe 54 55 13 мс
110Xe 54 56 109,94428 310 мс 0+
111Xe 54 57 110,94160 740 мс 5/2+
112Xe 54 58 111,93562 2,7 с 0+
113Xe 54 59 112,93334 2,74 с 5/2+
114Xe 54 60 113,927980 10,0 с 0+
115Xe 54 61 114,926294 18 с 5/2+
116Xe 54 62 115,921581 59 с 0+
117Xe 54 63 116,920359 61 с 5/2+
118Xe 54 64 117,916179 3,8 мин 0+
119Xe 54 65 118,915411 5,8 мин 5/2+
120Xe 54 66 119,911784 40 мин 0+
121Xe 54 67 120,911462 40,1 мин 5/2+
122Xe 54 68 121,908368 20,1 ч 0+
123Xe 54 69 122,908482 2,08 ч 1/2+
123mXe 185,18 кэВ 5,49 мкс 7/2-
124Xe 54 70 123,905893 1,8⋅1022 лет 0+
125Xe 54 71 124,9063955 16,9 ч 1/2+
125m1Xe 252,60 кэВ 56,9 с 9/2-
125m2Xe 295,86 кэВ 140 нс 7/2+
126Xe 54 72 125,904274 стабилен 0+
127Xe 54 73 126,905184 36,345 сут 1/2+
127mXe 297,10 кэВ 69,2 с 9/2-
128Xe 54 74 127,9035313 стабилен 0+
129Xe 54 75 128,9047794 стабилен 1/2+
129mXe 236,14 кэВ 8,88 сут 11/2-
130Xe 54 76 129,9035080 стабилен 0+
131Xe 54 77 130,9050824 стабилен 3/2+
131mXe 163,930 кэВ 11,934 сут 11/2-
132Xe 54 78 131,9041535 стабилен 0+
132mXe 2,75227 МэВ 8,39 мс 10+
133Xe 54 79 132,9059107 5,2475 сут 3/2+
133mXe 233,221 кэВ 2,19 сут 11/2-
134Xe 54 80 133,9053945 стабилен 0+
134m1Xe 1,9655 МэВ 290 мс 7-
134m2Xe 3,0252 МэВ 5 мкс 10+
135Xe 54 81 134,907227 9,14 ч 3/2+
135mXe 526,551 кэВ 15,29 мин 11/2-
136Xe 54 82 135,907219 2,165⋅1021 лет[6] 0+
136mXe 1,891703 МэВ 2,95 мкс 6+
137Xe 54 83 136,911562 3,818 мин 7/2-
138Xe 54 84 137,91395 14,08 мин 0+
139Xe 54 85 138,918793 39,68 с 3/2-
140Xe 54 86 139,92164 13,60 с 0+
141Xe 54 87 140,92665 1,73 с 5/2-
142Xe 54 88 141,92971 1,22 с 0+
143Xe 54 89 142,93511 511 мс 5/2-
144Xe 54 90 143,93851 388 мс 0+
145Xe 54 91 144,94407 188 мс 3/2-
146Xe 54 92 145,94775 146 мс 0+
147Xe 54 93 146,95356 130 мс 3/2-
148Xe 54 94 > 408 нс

ПримечанияПравить

  1. Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean & Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A Т. 729: 3–128, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, <https://hal.archives-ouvertes.fr/in2p3-00020241/document> 
  2. КСЕНОН радиоактивный
  3. Медицинский комплекс по производству радиоизотопов на базе растворного реактора
  4. Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — Bibcode2003NuPhA.729..337A.
  5. 1 2 Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode2003NuPhA.729....3A.
  6. Albert, J. B.; Auger, M.; Auty, D. J.; Barbeau, P. S.; Beauchamp, E.; Beck, D.; Belov, V.; Benitez-Medina, C.; Bonatt, J.; Breidenbach, M.; Brunner, T.; Burenkov, A.; Cao, G. F.; Chambers, C.; Chaves, J.; Cleveland, B.; Cook, S.; Craycraft, A.; Daniels, T.; Danilov, M.; Daugherty, S. J.; Davis, C. G.; Davis, J.; Devoe, R.; Delaquis, S.; Dobi, A.; Dolgolenko, A.; Dolinski, M. J.; Dunford, M.; Fairbank, W. Improved measurement of the 2νββ half-life of 136Xe with the EXO-200 detector (англ.) // Physical Review C : journal. — 2014. — Vol. 89. — DOI:10.1103/PhysRevC.89.015502. — Bibcode2014PhRvC..89a5502A. — arXiv:1306.6106.