A xenon izotópjai
A természetes xenon (Xe) nyolc stabil izotópból áll. (Elméleti előrejelzések szerint a 124Xe, 126Xe és a 134Xe kettős-béta-bomló izotópok, de bomlásukat mindezidáig még nem észlelték, ezért ezeket stabil izotópnak tekintjük.)[1][2] A xenonnak van a második legtöbb stabil izotópja, csak az ón előzi meg e tekintetben a maga 10 stabil izotópjával.[3] Ezeken kívül a xenonnak több mint 30 instabil izotópját és izomerjét tanulmányozták; közülük a leghosszabb felezési idővel a kettős béta-bomló 136Xe rendelkezik (2,165 ± 0,016(stat) ± 0,059(sys)·1021 év),[4] melyet a 127Xe követ (36,345 nap). Az ismert magizomerek közül a 131mXe felezési ideje a leghosszabb (11,934 nap). A 129Xe a 129I béta-bomlása során keletkezik (felezési idő: 16 millió év); a 131mXe, 133Xe, 133mXe és a 135Xe az 235U és a 239Pu hasadási termékei, így ezek az atomrobbantások indikátoraként használhatók.
A mesterséges 135Xe izotóp az atomreaktorok működése szempontjából nagy jelentőséggel bír. A 135Xe termikus neutronokra óriási, 2,65·106 barnos befogási hatáskeresztmetszettel rendelkezik, ezért nagyon hatékony neutronelnyelőként, reaktorméregként viselkedik, mely egy idő után lelassíthatja vagy leállíthatja a nukleáris láncreakciót. Ezt az amerikai Manhattan terv keretében plutónium előállítása céljából épített legelső atomreaktoroknál fedezték fel. Szerencsére a tervezés során számoltak azzal, hogy növelni kellhet a reaktorben a reaktivitást (a hasadásonként keletkező, újabb magreakciót kiváltó neutronok számát).
Az atomreaktorokból viszonylag nagy koncentrációban távoznak is radioaktív xenonizotópok, melyek a repedt fűtőelemrudakból vagy a hűtővízben hasadó uránból származnak. A természetes radioaktív nemesgáz, a 222Rn koncentrációjához képest ezen izotópok koncentrációja azonban általában még mindig alacsony.
Mivel a xenon két anyaizotópnak is nyomjelzője, a meteoritokban a xenonizotópok arányának meghatározása jól használható a Naprendszer kialakulásának vizsgálatában. A jód–xenon-kormeghatározás megadja a nukleoszintézis és a szoláris nebulából létrejött test megszilárdulása között eltelt időt (mivel a xenon gáz halmazállapotú, csak az a része marad meg a test belsejében, amely annak megszilárdulása után keletkezett). A xenonizotópok jól használhatóak a Föld differenciálódásának megértésében is. Úgy gondolják, hogy az új-mexikói szén-dioxid kutakból származó gázban talált nagyobb mennyiségű 129Xe a földköpenyből származó gázok bomlásterméke, melyek nem sokkal a Föld kialakulása után keletkeztek.[5]
Standard atomtömeg: 131,293(6) u
Többi izotópjának felezési ideje nem éri el a 12 napot, sokuké 20 óránál is rövidebb. A legrövidebb élettartamú a 148Xe, ennek felezési ideje 408 ns. A 41 izotóp tömegszáma a 108–148 tartományba esik.
A (2011-ben felfedezett) 108Xe a második legnagyobb tömegű nuklid (a 112Ba után), amelyben a protonok és neutronok száma megegyezik.
Xenon-133[szerkesztés]
A xenon-133-at felhasználják a tüdőfunkció vizsgálatára és a tüdőről történő képalkotásra,[6] illetve a véráramlás, főként az agybeli véráram képalkotására.[7] A 133Xe fontos hasadási termék.[forrás?]
Xenon-135[szerkesztés]
A xenon-135 az urán maghasadása során keletkező radioaktív izotóp, felezési ideje 9,2 óra. Az ismert leghatékonyabb neutronelnyelő (reaktorméreg), neutronbefogási hatáskeresztmetszete 2 millió barn.[8] Összességében a maghasadás során 6,3%-os hozammal keletkezik, de ennek fő része a tellúr-135 és a jód-135 radioaktív bomlásából származik. Jelentős hatása van az atomreaktorok működésére.
Xenon-136[szerkesztés]
A xenon-136 a xenon egyik izotópja, mely nagyon lassan, kettős béta-bomlás révén bárium-136-tá alakul. Felezési ideje 2,11·1021 év.
Táblázat[szerkesztés]
| nuklid jele |
Z(p) | N(n) | izotóptömeg (u) |
felezési idő | bomlási mód(k)[9][m 1] |
leány- izotóp(ok)[m 2] |
magspin | jellemző izotóp- összetétel (móltört) |
természetes ingadozás (móltört) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| gerjesztési energia | |||||||||
| 110Xe | 54 | 56 | 109,94428(14) | 310(190) ms [105(+35−25) ms] |
β+ | 110I | 0+ | ||
| α | 106Te | ||||||||
| 111Xe | 54 | 57 | 110,94160(33)# | 740(200) ms | β+ (90%) | 111I | 5/2+# | ||
| α (10%) | 107Te | ||||||||
| 112Xe | 54 | 58 | 111,93562(11) | 2,7(8) s | β+ (99,1%) | 112I | 0+ | ||
| α (0,9%) | 108Te | ||||||||
| 113Xe | 54 | 59 | 112,93334(9) | 2,74(8) s | β+ (92,98%) | 113I | (5/2+)# | ||
| β+, p (7%) | 112Te | ||||||||
| α (0,011%) | 109Te | ||||||||
| β+, α (0,007%) | 109Sb | ||||||||
| 114Xe | 54 | 60 | 113,927980(12) | 10,0(4) s | β+ | 114I | 0+ | ||
| 115Xe | 54 | 61 | 114,926294(13) | 18(4) s | β+ (99,65%) | 115I | (5/2+) | ||
| β+, p (0,34%) | 114Te | ||||||||
| β+, α (3·10−4%) | 111Sb | ||||||||
| 116Xe | 54 | 62 | 115,921581(14) | 59(2) s | β+ | 116I | 0+ | ||
| 117Xe | 54 | 63 | 116,920359(11) | 61(2) s | β+ (99,99%) | 117I | 5/2(+) | ||
| β+, p (0,0029%) | 116Te | ||||||||
| 118Xe | 54 | 64 | 117,916179(11) | 3,8(9) perc | β+ | 118I | 0+ | ||
| 119Xe | 54 | 65 | 118,915411(11) | 5,8(3) perc | β+ | 119I | 5/2(+) | ||
| 120Xe | 54 | 66 | 119,911784(13) | 40(1) perc | β+ | 120I | 0+ | ||
| 121Xe | 54 | 67 | 120,911462(12) | 40,1(20) perc | β+ | 121I | (5/2+) | ||
| 122Xe | 54 | 68 | 121,908368(12) | 20,1(1) óra | β+ | 122I | 0+ | ||
| 123Xe | 54 | 69 | 122,908482(10) | 2,08(2) óra | EC | 123I | 1/2+ | ||
| 123mXe | 185,18(22) keV | 5,49(26) µs | 7/2(−) | ||||||
| 124Xe | 54 | 70 | 123,905893(2) | Látszólag stabil[m 3] | 0+ | 9,52(3)·10−4 | |||
| 125Xe | 54 | 71 | 124,9063955(20) | 16,9(2) óra | β+ | 125I | 1/2(+) | ||
| 125m1Xe | 252,60(14) keV | 56,9(9) s | IT | 125Xe | 9/2(−) | ||||
| 125m2Xe | 295,86(15) keV | 0,14(3) µs | 7/2(+) | ||||||
| 126Xe | 54 | 72 | 125,904274(7) | Látszólag stabil[m 4] | 0+ | 8,90(2)·10−4 | |||
| 127Xe | 54 | 73 | 126,905184(4) | 36,345(3) nap | EC | 127I | 1/2+ | ||
| 127mXe | 297,10(8) keV | 69,2(9) s | IT | 127Xe | 9/2− | ||||
| 128Xe | 54 | 74 | 127,9035313(15) | Stabil[m 5] | 0+ | 0,019102(8) | |||
| 129Xe[m 6] | 54 | 75 | 128,9047794(8) | Stabil[m 5] | 1/2+ | 0,264006(82) | |||
| 129mXe | 236,14(3) keV | 8,88(2) nap | IT | 129Xe | 11/2− | ||||
| 130Xe | 54 | 76 | 129,9035080(8) | Stabil[m 5] | 0+ | 0,040710(13) | |||
| 131Xe[m 7] | 54 | 77 | 130,9050824(10) | Stabil[m 5] | 3/2+ | 0,212324(30) | |||
| 131mXe | 163,930(8) keV | 11,934(21) nap | IT | 131Xe | 11/2− | ||||
| 132Xe[m 7] | 54 | 78 | 131,9041535(10) | Stabil[m 5] | 0+ | 0,269086(33) | |||
| 132mXe | 2752,27(17) keV | 8,39(11) ms | IT | 132Xe | (10+) | ||||
| 133Xe[m 7][m 8] | 54 | 79 | 132,9059107(26) | 5,2475(5) nap | β− | 133Cs | 3/2+ | ||
| 133mXe | 233,221(18) keV | 2,19(1) nap | IT | 133Xe | 11/2− | ||||
| 134Xe[m 7] | 54 | 80 | 133,9053945(9) | Látszólag stabil[m 9] | 0+ | 0,104357(21) | |||
| 134m1Xe | 1965,5(5) keV | 290(17) ms | IT | 134Xe | 7− | ||||
| 134m2Xe | 3025,2(15) keV | 5(1) µs | (10+) | ||||||
| 135Xe[m 10] | 54 | 81 | 134,907227(5) | 9,14(2) óra | β− | 135Cs | 3/2+ | ||
| 135mXe | 526,551(13) keV | 15,29(5) perc | IT (99,99%) | 135Xe | 11/2− | ||||
| β− (0,004%) | 135Cs | ||||||||
| 136Xe[m 11] | 54 | 82 | 135,907219(8) | 2,165(0,016 (stat), 0,059 (sys))·1021 év[4] | β−β− | 136Ba | 0+ | 0,088573(44) | |
| 136mXe | 1891,703(14) keV | 2,95(9) µs | 6+ | ||||||
| 137Xe | 54 | 83 | 136,911562(8) | 3,818(13) perc | β− | 137Cs | 7/2− | ||
| 138Xe | 54 | 84 | 137,91395(5) | 14,08(8) perc | β− | 138Cs | 0+ | ||
| 139Xe | 54 | 85 | 138,918793(22) | 39,68(14) s | β− | 139Cs | 3/2− | ||
| 140Xe | 54 | 86 | 139,92164(7) | 13,60(10) s | β− | 140Cs | 0+ | ||
| 141Xe | 54 | 87 | 140,92665(10) | 1,73(1) s | β− (99,45%) | 141Cs | 5/2(−#) | ||
| β−, n (0,043%) | 140Cs | ||||||||
| 142Xe | 54 | 88 | 141,92971(11) | 1,22(2) s | β− (99,59%) | 142Cs | 0+ | ||
| β−, n (0,41%) | 141Cs | ||||||||
| 143Xe | 54 | 89 | 142,93511(21)# | 0,511(6) s | β− | 143Cs | 5/2− | ||
| 144Xe | 54 | 90 | 143,93851(32)# | 0,388(7) s | β− | 144Cs | 0+ | ||
| β−, n | 143Cs | ||||||||
| 145Xe | 54 | 91 | 144,94407(32)# | 188(4) ms | β− | 145Cs | (3/2−)# | ||
| 146Xe | 54 | 92 | 145,94775(43)# | 146(6) ms | β− | 146Cs | 0+ | ||
| 147Xe | 54 | 93 | 146,95356(43)# | 130(80) ms [0,10(+10−5) s] |
β− | 147Cs | 3/2−# | ||
| β−, n | 146Cs | ||||||||
- ↑ Rövidítések:
EC: Elektronbefogás
IT: Izomer átmenet - ↑ A stabil izotópok félkövérrel vannak kiemelve
- ↑ A feltételezések szerint β+β+-bomlással 124Te-gyé alakul több mint 4,8·1016 felezési idővel
- ↑ A feltételezések szerint β+β+-bomlással 126Te-gyé alakul
- ↑ a b c d e Elméletileg spontán maghasadásra képes
- ↑ Felhasználják felszín alatt vizek radiometrikus kormeghatározására és a Naprendszer történetének bizonyos eseményeinek igazolására
- ↑ a b c d Hasadási termék
- ↑ A nukleáris medicinában használják
- ↑ A feltételezések szerint β−β−-bomlással 134Ba-gyé alakul több mint 1,1·1016 felezési idővel
- ↑ A leghatékonyabb ismert neutronelnyelő, atomerőművekben a hasadási termékként keletkező 135Te bomlásából származó 135I-ből keletkezik. A nagy neutronfluxusú környezetben neutront elnyelve 136Xe-tá alakul (jódgödör)
- ↑ Primordiális radionuklid
Megjegyzések[szerkesztés]
- Az izotóp-összetétel a levegőbeli előfordulásra vonatkozik.
- Ismeretesek olyan geológiai minták, amelyek izotóp-összetétele a szokásos értékeken kívül van. Az atomtömeg bizonytalansága ezeknél meghaladhatja a jelzett hibahatárt.
- A kereskedelmileg hozzáférhető anyagok esetén előfordulhat nem közölt vagy nem szándékos izotópelválasztás. A megadott értékektől lényeges eltérések adódhatnak.
- A # jel a nem kizárólag kísérletekből, hanem részben szisztematikus trendekből származó értéket jelöl. A nem kellő megalapozottsággal asszignált spinek zárójelben szerepelnek.
- A bizonytalanságokat rövid formában – a megfelelő utolsó számjegy után zárójelben – adjuk meg. A bizonytalanság értéke egy standard deviációnak felel meg, kivéve, ahol az izotóp-összetételt és standard atomtömeget a IUPAC nagyobb bizonytalansággal adja csak meg.
Hivatkozások[szerkesztés]
- ↑ Status of ββ-decay in Xenon Archiválva 2007. szeptember 27-i dátummal a Wayback Machine-ben, Roland Lüscher, accessed on line September 17, 2007.
- ↑ Average (Recommended) Half-Life Values for Two-Neutrino Double-Beta Decay, A. S. Barabash, Czechoslovak Journal of Physics 52, #4 (April 2002), pp. 567–573.
- ↑ Rajam, J. B.. Atomic Physics, 7th, Delhi: S. Chand and Co. (1960). ISBN 81-219-1809-X
- ↑ a b (2014) „Improved measurement of the 2νββ half-life of 136Xe with the EXO-200 detector”. Physical Review C 89. DOI:10.1103/PhysRevC.89.015502.
- ↑ Boulos, M.S., Manuel, O.K. (1971). „The xenon record of extinct radioactivities in the Earth.”. Science 174 (4016), 1334–1336. o. DOI:10.1126/science.174.4016.1334. PMID 17801897.
- ↑ (1978) „Measurement of regional ventilation and lung perfusion with Xe-133”. Journal of nuclear medicine 19 (10), 1187–1188. o. PMID 722337.
- ↑ (1987) „Cerebral blood flow imaging in patients with brain tumor and arterio-venous malformation using Tc-99m hexamethylpropylene-amine oxime--a comparison with Xe-133 and IMP”. Kaku igaku. the Japanese journal of nuclear medicine 24 (11), 1617–1623. o. PMID 3502279.
- ↑ Chart of the Nuclides 13th Edition
- ↑ http://www.nucleonica.net/unc.aspx
Fordítás[szerkesztés]
Ez a szócikk részben vagy egészben az Isotopes of xenon című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Források[szerkesztés]
- Izotóptömegek: Ame2003 Atomic Mass Evaluation Archiválva 2011. szeptember 28-i dátummal a Wayback Machine-ben by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
- Izotóp-összetétel és standard atomtömegek:
- J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). „Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 75 (6), 683–800. o. DOI:10.1351/pac200375060683.
- M. E. Wieser (2006). „Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 78 (11), 2051–2066. o. DOI:10.1351/pac200678112051. Laikus összefoglaló
- A felezési időkre, a spinekre és az izomer adatokra vonatkozó információk az alábbi forrásokból származnak:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). „The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A 729, 3–128. o. [2008. szeptember 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. (Hozzáférés: 2008. szeptember 23.)
- National Nuclear Data Center: NuDat 2.1 database. Brookhaven National Laboratory. (Hozzáférés: 2005. szeptember 1.)
- N. E. Holden.szerk.: D. R. Lide: Table of the Isotopes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th, CRC Press, Section 11. o. (2004). ISBN 978-0-8493-0485-9
| A jód izotópjai | A xenon izotópjai | A cézium izotópjai |
| Izotópok listája | ||
