Interested Article - Изотопы ксенона

breeze
  • 2020-07-19
  • 1

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:

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

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

  • 124 Xe (изотопная распространенность 0,095 %, период полураспада 1,8⋅10 22 лет),
  • 136 Xe (изотопная распространенность 8,857 %, период полураспада 2,165⋅10 21 лет).

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

Ксенон-133

133 Xe — искусственный изотоп, применяется в медицине для диагностических целей — 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.

Испытывает бета-минус-распад с периодом полураспада 5,3 суток и максимальной энергией электрона 346 к эВ , дочерний изотоп — стабильный 133 Cs . Распад 133 Xe происходит в 99 % случаев на возбуждённый уровень цезия-133 с энергией 81,0 кэВ, который сразу распадается в основной уровень с испусканием гамма-кванта энергией 81 кэВ или конверсионных электронов . При редких распадах на более высокие возбуждённые уровни цезия-133 сброс возбуждения происходит гамма-квантами с энергиями до 0,38 МэВ . Ксенон-133 получают облучением нейтронами природного ксенона по реакции 132 Xe(n, γ) 133 Xe. Также входит в цепочки распада продуктов деления урана и плутония , потому может быть выделен из отработанного топлива ядерных реакторов или облучённого урана.

Ксенон-135

Основная статья (англ.) (

135 Xe — 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, которые затрудняют выведение реактора на номинальную мощность после снижения мощности или остановки (это явление называется « иодная яма » или «ксеноновая яма»).

Период полураспада ксенона-135 составляет 9,14 часа, единственный канал распада — бета-минус-распад в 135 Cs (долгоживущий с периодом полураспада 2,3 млн лет ). Сечение захвата тепловых нейтронов — 2,6 млн барн . В цепочках распада урана является дочерним изотопом теллура-135 и иода-135 . Его (англ.) ( урана-235 составляет 6,3 %.

Таблица изотопов ксенона

Символ
нуклида 		Z ( p ) N ( n ) Масса изотопа
( а. е. м. ) 		Период
полураспада
( T 1/2 ) 		Канал распада Продукт распада Спин и чётность
ядра 		Распространённость
изотопа в природе 		Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Энергия возбуждения
108 Xe 54 54 58(+106−23) мкс α 104 Te 0+
109 Xe 54 55 13(2) мс α 105 Te
110 Xe 54 56 109,94428(14) 310(190) мс
[105(+35−25) мс] 		β + 110 I 0+
α 106 Te
111 Xe 54 57 110,94160(33)# 740(200) мс β + (90 %) 111 I 5/2+#
α (10 %) 107 Te
112 Xe 54 58 111,93562(11) 2,7(8) с β + (99,1 %) 112 I 0+
α (0,9 %) 108 Te
113 Xe 54 59 112,93334(9) 2,74(8) с 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) с β + 114 I 0+
115 Xe 54 61 114,926294(13) 18(4) с 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) с β + 116 I 0+
117 Xe 54 63 116,920359(11) 61(2) с β + (99,99 %) 117 I 5/2(+)
β + , p (0,0029 %) 116 Te
118 Xe 54 64 117,916179(11) 3,8(9) мин β + 118 I 0+
119 Xe 54 65 118,915411(11) 5,8(3) мин β + 119 I 5/2(+)
120 Xe 54 66 119,911784(13) 40(1) мин β + 120 I 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 I 0+
123 Xe 54 69 122,908482(10) 2,08(2) ч ЭЗ 123 I 1/2+
123m Xe 185,18(22) кэВ 5,49(26) мкс 7/2(−)
124 Xe 54 70 123,905893(2) 1,8⋅10 22 лет Двойной ЭЗ 124 Te 0+ 9,52(3)⋅10 −4
125 Xe 54 71 124,9063955(20) 16,9(2) ч β + 125 I 1/2(+)
125m1 Xe 252,60(14) кэВ 56,9(9) с ИП 125 Xe 9/2(−)
125m2 Xe 295,86(15) кэВ 0,14(3) мкс 7/2(+)
126 Xe 54 72 125,904274(7) стабилен 0+ 8,90(2)⋅10 −4
127 Xe 54 73 126,905184(4) 36,345(3) сут ЭЗ 127 I 1/2+
127m Xe 297,10(8) кэВ 69,2(9) с ИП 127 Xe 9/2−
128 Xe 54 74 127,9035313(15) стабилен 0+ 0,019102(8)
129 Xe 54 75 128,9047794(8) стабилен 1/2+ 0,264006(82)
129m Xe 236,14(3) кэВ 8,88(2) сут ИП 129 Xe 11/2−
130 Xe 54 76 129,9035080(8) стабилен 0+ 0,040710(13)
131 Xe 54 77 130,9050824(10) стабилен 3/2+ 0,212324(30)
131m Xe 163,930(8) кэВ 11,934(21) сут ИП 131 Xe 11/2−
132 Xe 54 78 131,9041535(10) стабилен 0+ 0,269086(33)
132m Xe 2752,27(17) кэВ 8,39(11) мс ИП 132 Xe (10+)
133 Xe 54 79 132,9059107(26) 5,2475(5) сут β − 133 Cs 3/2+
133m Xe 233,221(18) кэВ 2,19(1) сут ИП 133 Xe 11/2−
134 Xe 54 80 133,9053945(9) стабилен (>1,1⋅10 16 лет) 0+ 0,104357(21)
134m1 Xe 1965,5(5) кэВ 290(17) мс ИП 134 Xe 7−
134m2 Xe 3025,2(15) кэВ 5(1) мкс (10+)
135 Xe 54 81 134,907227(5) 9,14(2) ч β − 135 Cs 3/2+
135m Xe 526,551(13) кэВ 15,29(5) мин ИП (99,99 %) 135 Xe 11/2−
β − (0,004 %) 135 Cs
136 Xe 54 82 135,907219(8) 2,165⋅10 21 лет β − β − 136 Ba 0+ 0,088573(44)
136m 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 − , n 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 − , n 146 Cs
  1. Теоретически может претерпевать двойной электронный захват в 126 Te.
  2. Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в 134 Ba.

Пояснения к таблице

  • Распространённость изотопов приведена для ксенона в атмосфере Земли. Для других источников значения могут сильно отличаться.
  • Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбуждённые изомерные состояния нуклида.
  • Символами, выделенными жирным шрифтом , обозначены стабильные продукты распада.
  • Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N ). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
  • Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК , для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Примечания

  1. Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra A. H. // Nuclear Physics A . — 2003. — Т. 729 . — С. 3—128 . — doi : . — Bibcode : . Открытый доступ
  2. . Дата обращения: 27 апреля 2019. 25 августа 2017 года.
  3. . Дата обращения: 27 апреля 2019. 4 марта 2016 года.
  4. Данные приведены по Wang M. , Audi G. , Kondev F. G. , Huang W. J. , Naimi S. , Xu X. (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41 , iss. 3 . — P. 030002-1—030002-344 . — doi : .
  5. ↑ Данные приведены по Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra A. H. // Nuclear Physics A . — 2003. — Т. 729 . — С. 3—128 . — doi : . — Bibcode : . Открытый доступ
  6. Aprile E. et al. (XENON Collaboration). (англ.) // Nature. — 2019. — Vol. 568 , iss. 7753 . — P. 532–535 . — doi : . 21 января 2022 года.
  7. ↑ Kondev F. G. , Wang M. , Huang W. J. , Naimi S. , Audi G. (англ.) // . — 2021. — Vol. 45 , iss. 3 . — P. 030001-1—030001-180 . — doi : . Открытый доступ
  8. Albert J. B. et al. (EXO Collaboration). (англ.) // Physical Review C. — 2014. — Vol. 89 . — P. 015502 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : . 30 января 2022 года.
Источник —

breeze
  • 2020-07-19
  • 1
  • Tags:

Same as Изотопы ксенона

The title for the last searches