Izotopy xenonu - Isotopes of xenon
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standardní atomová hmotnost Ar, standardní(Xe) |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Přirozeně se vyskytující xenon (54Xe) se skládá ze sedmi stabilní izotopy a dva velmi dlouhé izotopy. Dvojitý elektronový záchyt bylo pozorováno v 124Xe (poločas 1,8 ± 0,5 (stat) ± 0,1 (sys) ×1022 let)[1] a dvojitý rozpad beta v 136Xe (poločas 2,165 ± 0,016 (stat) ± 0,059 (sys) ×1021 let),[2] které patří mezi nejdelší naměřené poločasy všech nuklidů. Izotopy 126Xe a 134Předpokládá se také, že Xe podstoupí dvojitý rozpad beta[4] ale u těchto izotopů to nikdy nebylo pozorováno, takže jsou považovány za stabilní.[5][6] Kromě těchto stabilních forem je to 32 umělých nestabilní izotopy a byly studovány různé izomery, z nichž nejdelší životnost je 127Xe s a poločas rozpadu 36 345 dnů. Všechny ostatní izotopy mají poločasy kratší než 12 dní, většinou méně než 20 hodin. Nejkratší izotop, 108Xe,[7] má poločas rozpadu 58 μs a je nejtěžším známým nuklidem se stejným počtem protonů a neutronů. Ze známých izomerů je nejdelší 131 mXe s poločasem rozpadu 11,934 dnů. 129Xe vyrábí rozpad beta z 129Já (poločas rozpadu: 16 milionů let); 131 mXe, 133Xe, 133 mXe a 135Xe jsou některé z štěpné produkty oba 235U a 239Pu, takže se používají jako indikátory jaderné výbuchy.
Umělý izotop 135Xe má značný význam při provozu jaderné štěpné reaktory. 135Xe má obrovský průřez pro tepelné neutrony, 2.65×106 stodoly, takže funguje jako absorbér neutronů nebo „jed „to může zpomalit nebo zastavit řetězová reakce po určité době provozu. Toto bylo objeveno v nejranější jaderné reaktory postavený Američanem Projekt Manhattan pro plutonium Výroba. Z tohoto důvodu musí konstruktéři učinit opatření ke zvýšení reaktoru reaktivita (počet neutronů na štěpení, které pokračují ve štěpení dalších atomů jaderného paliva) nad počáteční hodnotu potřebnou ke spuštění řetězové reakce.
Relativně vysoké koncentrace radioaktivních izotopů xenonu se také vyskytují z jaderných reaktorů v důsledku uvolňování tohoto štěpného plynu z krakovaného palivové tyče nebo štěpení uranu v chladicí vodě.[Citace je zapotřebí ] Koncentrace těchto izotopů jsou stále obvykle nízké ve srovnání s přirozeně se vyskytujícími radioaktivními látkami ušlechtilý plyn 222Rn.
Protože xenon je a sledovač pro dva mateřské izotopy, Xe izotopové poměry v meteority jsou mocným nástrojem pro studium formování sluneční soustavy. Metoda I-Xe chodit s někým udává čas, který uplynul mezi nukleosyntéza a kondenzace pevného předmětu z sluneční mlhovina (xenon je plyn, uvnitř objektu bude přítomna pouze jeho část, která se vytvořila po kondenzaci). Xenonové izotopy jsou také mocným nástrojem pro porozumění pozemská diferenciace. Přebytek 129Xe nalezen v oxid uhličitý dobře plyny z Nové Mexiko byl věřil být z rozpadu plášť -odvozené plyny brzy po vzniku Země.[8]
Seznam izotopů
| Nuklid [n 1] | Z | N | Izotopová hmota (Da ) [č. 2][č. 3] | Poločas rozpadu [č. 4] | Rozklad režimu [č. 5] | Dcera izotop [č. 6] | Roztočit a parita [č. 7][č. 8] | Přirozená hojnost (molární zlomek) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Budicí energie | Normální poměr | Rozsah variací | |||||||
| 108Xe[7] | 54 | 54 | 58 (+ 106-23) μs | α | 104Te | 0+ | |||
| 109Xe | 54 | 55 | 13 (2) ms | α | 105Te | ||||
| 110Xe | 54 | 56 | 109.94428(14) | 310 (190) ms [105 (+ 35–25) ms] | β+ | 110Já | 0+ | ||
| α | 106Te | ||||||||
| 111Xe | 54 | 57 | 110.94160(33)# | 740 (200) ms | β+ (90%) | 111Já | 5/2+# | ||
| α (10%) | 107Te | ||||||||
| 112Xe | 54 | 58 | 111.93562(11) | 2,7 (8) s | β+ (99.1%) | 112Já | 0+ | ||
| α (0,9%) | 108Te | ||||||||
| 113Xe | 54 | 59 | 112.93334(9) | 2,74 (8) s | β+ (92.98%) | 113Já | (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+ | 114Já | 0+ | ||
| 115Xe | 54 | 61 | 114.926294(13) | 18 odst. 4 písm | β+ (99.65%) | 115Já | (5/2+) | ||
| β+, p (0,34%) | 114Te | ||||||||
| β+, α (3 × 10−4%) | 111Sb | ||||||||
| 116Xe | 54 | 62 | 115.921581(14) | 59 odst. 2 písm | β+ | 116Já | 0+ | ||
| 117Xe | 54 | 63 | 116.920359(11) | 61 odst. 2 písm | β+ (99.99%) | 117Já | 5/2(+) | ||
| β+, p (0,0029%) | 116Te | ||||||||
| 118Xe | 54 | 64 | 117.916179(11) | 3,8 (9) min | β+ | 118Já | 0+ | ||
| 119Xe | 54 | 65 | 118.915411(11) | 5,8 (3) min | β+ | 119Já | 5/2(+) | ||
| 120Xe | 54 | 66 | 119.911784(13) | 40 (1) min | β+ | 120Já | 0+ | ||
| 121Xe | 54 | 67 | 120.911462(12) | 40,1 (20) min | β+ | 121Já | (5/2+) | ||
| 122Xe | 54 | 68 | 121.908368(12) | 20.1 (1) h | β+ | 122Já | 0+ | ||
| 123Xe | 54 | 69 | 122.908482(10) | 2,08 (2) h | ES | 123Já | 1/2+ | ||
| 123 mXe | 185,18 (22) keV | 5,49 (26) μs | 7/2(−) | ||||||
| 124Xe[č. 9] | 54 | 70 | 123.905893(2) | 1,8 (0,5 (stat), 0,1 (sys))×1022 y[1] | Double EC | 124Te | 0+ | 9.52(3)×10−4 | |
| 125Xe | 54 | 71 | 124.9063955(20) | 16,9 (2) h | β+ | 125Já | 1/2(+) | ||
| 125m1Xe | 252,60 (14) keV | 56,9 (9) s | TO | 125Xe | 9/2(−) | ||||
| 125m2Xe | 295,86 (15) keV | 0,14 (3) μs | 7/2(+) | ||||||
| 126Xe | 54 | 72 | 125.904274(7) | Pozorovatelně stabilní[č. 10] | 0+ | 8.90(2)×10−4 | |||
| 127Xe | 54 | 73 | 126.905184(4) | 36.345 (3) d | ES | 127Já | 1/2+ | ||
| 127 mXe | 297,10 (8) keV | 69,2 (9) s | TO | 127Xe | 9/2− | ||||
| 128Xe | 54 | 74 | 127.9035313(15) | Stabilní[č. 11] | 0+ | 0.019102(8) | |||
| 129Xe[č. 12] | 54 | 75 | 128.9047794(8) | Stabilní[č. 11] | 1/2+ | 0.264006(82) | |||
| 129 mXe | 236,14 (3) keV | 8,88 (2) d | TO | 129Xe | 11/2− | ||||
| 130Xe | 54 | 76 | 129.9035080(8) | Stabilní[č. 11] | 0+ | 0.040710(13) | |||
| 131Xe[č. 13] | 54 | 77 | 130.9050824(10) | Stabilní[č. 11] | 3/2+ | 0.212324(30) | |||
| 131 mXe | 163,930 (8) keV | 11,934 (21) d | TO | 131Xe | 11/2− | ||||
| 132Xe[č. 13] | 54 | 78 | 131.9041535(10) | Stabilní[č. 11] | 0+ | 0.269086(33) | |||
| 132 mXe | 2752,27 (17) keV | 8,39 (11) ms | TO | 132Xe | (10+) | ||||
| 133Xe[č. 13][č. 14] | 54 | 79 | 132.9059107(26) | 5,2475 (5) d | β− | 133Čs | 3/2+ | ||
| 133 mXe | 233.221 (18) keV | 2.19 (1) d | TO | 133Xe | 11/2− | ||||
| 134Xe[č. 13] | 54 | 80 | 133.9053945(9) | Pozorovatelně stabilní[č. 15] | 0+ | 0.104357(21) | |||
| 134m1Xe | 1965.5 (5) keV | 290 (17) ms | TO | 134Xe | 7− | ||||
| 134m2Xe | 3025,2 (15) keV | 5 (1) μs | (10+) | ||||||
| 135Xe[č. 16] | 54 | 81 | 134.907227(5) | 9,14 (2) h | β− | 135Čs | 3/2+ | ||
| 135 mXe | 526,551 (13) keV | 15,29 (5) min | IT (99,99%) | 135Xe | 11/2− | ||||
| β− (.004%) | 135Čs | ||||||||
| 136Xe[č. 9] | 54 | 82 | 135.907219(8) | 2,165 (0,016 (stat), 0,059 (sys))×1021 y[2] | β−β− | 136Ba | 0+ | 0.088573(44) | |
| 136 mXe | 1891,703 (14) keV | 2,95 (9) μs | 6+ | ||||||
| 137Xe | 54 | 83 | 136.911562(8) | 3,818 (13) min | β− | 137Čs | 7/2− | ||
| 138Xe | 54 | 84 | 137.91395(5) | 14,08 (8) min | β− | 138Čs | 0+ | ||
| 139Xe | 54 | 85 | 138.918793(22) | 39,68 (14) s | β− | 139Čs | 3/2− | ||
| 140Xe | 54 | 86 | 139.92164(7) | 13,60 (10) s | β− | 140Čs | 0+ | ||
| 141Xe | 54 | 87 | 140.92665(10) | 1,73 (1) s | β− (99.45%) | 141Čs | 5/2(−#) | ||
| β−, n (.043%) | 140Čs | ||||||||
| 142Xe | 54 | 88 | 141.92971(11) | 1,22 (2) s | β− (99.59%) | 142Čs | 0+ | ||
| β−, n (0,41%) | 141Čs | ||||||||
| 143Xe | 54 | 89 | 142.93511(21)# | 0,511 (6) s | β− | 143Čs | 5/2− | ||
| 144Xe | 54 | 90 | 143.93851(32)# | 0,388 (7) s | β− | 144Čs | 0+ | ||
| β−, n | 143Čs | ||||||||
| 145Xe | 54 | 91 | 144.94407(32)# | 188 (4) ms | β− | 145Čs | (3/2−)# | ||
| 146Xe | 54 | 92 | 145.94775(43)# | 146 (6) ms | β− | 146Čs | 0+ | ||
| 147Xe | 54 | 93 | 146.95356(43)# | 130 (80) ms [0,10 (+ 10–5) s] | β− | 147Čs | 3/2−# | ||
| β−, n | 146Čs | ||||||||
- ^ mXe - nadšený jaderný izomer.
- ^ () - Nejistota (1σ) je uveden v stručné formě v závorkách za odpovídajícími posledními číslicemi.
- ^ # - Atomic mass checked #: hodnota a nejistota odvozené nikoli z čistě experimentálních údajů, ale alespoň částečně z trendů z Mass Surface (TMS ).
- ^ Tučný poločas - téměř stabilní, poločas delší než věk vesmíru.
- ^ Režimy rozpadu:
ES: Zachycení elektronů TO: Izomerní přechod n: Emise neutronů - ^ Tučný symbol jako dcera - dcera produkt je stabilní.
- ^ () hodnota rotace - označuje rotaci se slabými argumenty přiřazení.
- ^ # - Hodnoty označené # nejsou čistě odvozeny z experimentálních údajů, ale alespoň částečně z trendů sousedních nuklidů (TNN ).
- ^ A b Prvotní radionuklid
- ^ Podezření na podstoupení β+β+ rozpadnout se na 126Te
- ^ A b C d E Teoreticky schopný spontánní štěpení
- ^ Používá se v metodě radatingating podzemní vody a odvodit určité události v historii sluneční soustavy
- ^ A b C d Štěpný produkt
- ^ Má lékařské použití
- ^ Podezření na podstoupení β−β− rozpadnout se na 134Ba s poločasem rozpadu přes 11 × 1015 let
- ^ Nejmocnější známý absorbér neutronů, vyráběné v jaderných elektrárnách jako a produkt rozpadu z 135Já, sám produkt rozpadu 135Te, a štěpný produkt. Normálně absorbuje neutrony na vysoké úrovni tok neutronů prostředí 136Xe; vidět jódová jáma Pro více informací
- Izotopové složení se týká složení ve vzduchu.
Xenon-124
Xenon-124 je izotop xenonu, který je podroben dvojitému elektronovému záchytu telur -124 s velmi dlouhým poločasem rozpadu 1.8×1022 let, o více než 12 řádů delší než věk vesmíru ((13.799±0.021)×109 let). Takové rozpady byly pozorovány v XENON1T detektor v roce 2019 a jsou nejvzácnějšími procesy, jaké kdy byly přímo pozorovány.[9] (Byly měřeny i pomalejší rozpady jiných jader, ale detekcí produktů rozpadu, které se nahromadily za miliardy let, místo přímého pozorování.[10])
Xenon-133
| Všeobecné | |
|---|---|
| Symbol | 133Xe |
| Jména | izotopy xenonu, Xe-133 |
| Protony | 54 |
| Neutrony | 79 |
| Nuklidová data | |
| Přirozená hojnost | syn |
| Poločas rozpadu | 5.243 d (1) |
| Produkty rozpadu | 133Čs |
| Hmotnost izotopu | 132.9059107 u |
| Roztočit | 3/2+ |
| Režimy rozpadu | |
| Režim rozpadu | Energie rozpadu (MeV ) |
| Beta− | 0.427 |
| Izotopy xenonu Kompletní tabulka nuklidů | |
Xenon-133 (prodává se jako droga pod značkou Xeneisol, ATC kód V09EX03 (SZO)) je izotop xenonu. Je to radionuklid to je vdechován posoudit plicní funkce a zobrazit obraz plíce.[11] Používá se také k zobrazení průtoku krve, zejména v mozek.[12] 133Xe je také důležité štěpný produkt.[Citace je zapotřebí ] Je vypouštěna do atmosféry v malém množství některými jadernými elektrárnami.[13]
Xenon-135
Xenon-135 je radioaktivní izotop z xenon, vyráběný jako štěpný produkt uranu. Má to poločas rozpadu asi 9,2 hodiny a je nejsilnější známou neutron -absorbování jaderný jed (mít průřez absorpce neutronů 2 miliony stodoly[14]). Celkový výtěžek xenonu-135 ze štěpení je 6,3%, ačkoli většina z toho vyplývá z radioaktivního rozpadu štěpného telur-135 a jód-135. Xe-135 má významný vliv na nukleární reaktor úkon (xenonová jáma ). Je vypouštěna do atmosféry v malém množství některými jadernými elektrárnami.[13]
Xenon-136
Xenon-136 je izotop xenonu, který prochází dvojitým rozpadem beta na baryum -136 s velmi dlouhým poločasem rozpadu 2.11×1021 let, o více než 10 řádů delší než věk vesmíru ((13.799±0.021)×109 let). Používá se v Obohatená xenonová observatoř vyhledejte experiment neutrinový dvojitý rozpad beta.
Reference
- ^ A b C "Pozorování zachycení dvojitých elektronů dvěma neutriny v 124Xe s XENON1T ". Příroda. 568 (7753): 532–535. 2019. doi:10.1038 / s41586-019-1124-4.
- ^ A b C 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 .; et al. (2014). "Vylepšené měření poločasu 2νββ 136Xe s detektorem EXO-200 “. Fyzický přehled C.. 89. arXiv:1306.6106. Bibcode:2014PhRvC..89a5502A. doi:10.1103 / PhysRevC.89.015502.
- ^ Meija, Juris; et al. (2016). „Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)“. Čistá a aplikovaná chemie. 88 (3): 265–91. doi:10.1515 / pac-2015-0305.
- ^ Wang, M .; Audi, G .; Kondev, F. G .; Huang, W. J .; Naimi, S .; Xu, X. (2017). „Hodnocení atomové hmotnosti AME2016 (II). Tabulky, grafy a odkazy“ (PDF). Čínská fyzika C.. 41 (3): 030003-1–030003-442. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030003.
- ^ Stav rozpadu ββ v xenonu, Roland Lüscher, online přístup 17. září 2007. Archivováno 27. Září 2007 v Wayback Machine
- ^ Barros, N .; Thurn, J .; Zuber, K. (2014). "Dvojité vyhledávání rozkladu beta verze 134Xe, 126Xe a 124Xe s velkými detektory Xe ". Journal of Physics G. 41 (11): 115105–1–115105–12. arXiv:1409.8308. doi:10.1088/0954-3899/41/11/115105. S2CID 116264328.
- ^ A b Auranen, K .; et al. (2018). „Superallowovaný rozpad α na dvojnásobnou magii 100Sn " (PDF). Dopisy o fyzické kontrole. 121 (18): 182501. doi:10.1103 / PhysRevLett.121.182501. PMID 30444390.
- ^ Boulos, M. S .; Manuel, O. K. (1971). "Xenonový záznam vyhynulých radioaktivit na Zemi". Věda. 174 (4016): 1334–1336. Bibcode:1971Sci ... 174.1334B. doi:10.1126 / science.174.4016.1334. PMID 17801897. S2CID 28159702.
- ^ David Nield (26. dubna 2019). „Detektor temné hmoty právě zaznamenal jednu z nejvzácnějších událostí známých vědě“.
- ^ Hennecke, Edward W., O. K. Manuel a Dwarka D. Sabu. (1975). „Double beta decay of Te 128“. Fyzický přehled C.. 11 (4): 1378–1384. doi:10.1103 / PhysRevC.11.1378.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
- ^ Jones, R. L .; Sproule, B. J .; Overton, T. R. (1978). "Měření regionální ventilace a perfúze plic pomocí Xe-133". Journal of Nuclear Medicine. 19 (10): 1187–1188. PMID 722337.
- ^ Hoshi, H .; Jinnouchi, S .; Watanabe, K .; Onishi, T .; Uwada, O .; Nakano, S .; Kinoshita, K. (1987). „Zobrazování průtoku krve mozkem u pacientů s mozkovým nádorem a arterio-venózní malformací pomocí hexamethylpropylen-aminoximu Tc-99m - srovnání s Xe-133 a IMP“. Kaku Igaku. 24 (11): 1617–1623. PMID 3502279.
- ^ A b Úniky odpadních vod z jaderných elektráren a zařízení na palivový cyklus. National Academies Press (USA). 2012-03-29.
- ^ Graf Nuclides 13. vydání
- Izotopové hmoty z Hodnocení atomové hmotnosti Ame2003 Georges Audi, Aaldert Hendrik Wapstra, Catherine Thibault, Jean Blachot a Olivier Bersillon v Nukleární fyzika A729 (2003).
- Izotopové složení a standardní atomové hmotnosti z:
- de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroši; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R .; Taylor, Philip D. P. (2003). „Atomové váhy prvků. Recenze 2000 (technická zpráva IUPAC)“. Čistá a aplikovaná chemie. 75 (6): 683–800. doi:10.1351 / pac200375060683.
- Wieser, Michael E. (2006). „Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)“. Čistá a aplikovaná chemie. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351 / pac200678112051. Shrnutí ležel.
- Údaje o poločasu rozpadu, rotaci a izomeru vybrané z následujících zdrojů.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "PakUBASE hodnocení jaderných a rozpadových vlastností ", Jaderná fyzika A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729 ... 3A, doi:10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001
- Národní jaderné datové centrum. "Databáze NuDat 2.x". Brookhaven National Laboratory.
- Holden, Norman E. (2004). "11. Tabulka izotopů". V Lide, David R. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85. vydání). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
