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Isótopos del xenón

El xenón ( 54 Xe) que se encuentra en la naturaleza consta de siete isótopos estables y dos isótopos de vida muy larga. Se ha observado una doble captura de electrones en el 124 Xe (vida media 1,8 ± 0,5(stat) ± 0,1(sys) × 1022 años)[2]ydoble desintegración betaen136Xe (vida media2,165 ± 0,016(stat) ± 0,059(sys) × 1021 años),[7]que se encuentran entre las vidas medias medidas más largas de todos los nucleidos. También se predice que los isótopos126Xe y134Xe experimentan una desintegración beta doble,[8]pero este proceso nunca se ha observado en estos isótopos, por lo que se consideran estables.[9][10][11]Además de estas formas estables,se han estudiadoisótopos inestablesel 127Xe con unavida mediade 36,345 días. Todos los demás isótopos tienen vidas medias inferiores a 12 días, la mayoría inferiores a 20 horas. El isótopo de vida más corta,108Xe,[12]tiene una vida media de 58 μs y es el nucleido más pesado conocido con el mismo número de protones y neutrones. De los isómeros conocidos, el de mayor duración esel 131mXe, con una vida media de 11,934 días.El 129Xe se produce pordesintegración betadel 129 I(vida media: 16 millones de años);el 131mXe,133Xe,el 133mXe yel 135Xe son algunos de losproductos de fisióndel 235 Uy del 239 Pu, por lo que se utilizan como indicadores deexplosiones nucleares.

El isótopo artificial 135 Xe tiene una importancia considerable en el funcionamiento de los reactores de fisión nuclear . El 135 Xe tiene una enorme sección transversal para neutrones térmicos , 2,65 × 10 6 barns , por lo que actúa como un absorbente de neutrones o " veneno " que puede ralentizar o detener la reacción en cadena después de un período de funcionamiento. Esto se descubrió en los primeros reactores nucleares construidos por el Proyecto Manhattan estadounidense para la producción de plutonio . Debido a este efecto, los diseñadores deben tomar medidas para aumentar la reactividad del reactor (el número de neutrones por fisión que pasan a fisionar otros átomos de combustible nuclear) por encima del valor inicial necesario para iniciar la reacción en cadena. Por la misma razón, los productos de fisión producidos en una explosión nuclear y en una central eléctrica difieren significativamente, ya que una gran parte de135
El Xe absorberá neutrones en un reactor de estado estable, mientras que básicamente ninguno de los135
Habré tenido tiempo de desintegrarme en xenón antes de que la explosión de la bomba lo retire de la radiación de neutrones .

También se encuentran concentraciones relativamente altas de isótopos radiactivos de xenón emanando de reactores nucleares debido a la liberación de este gas de fisión de barras de combustible agrietadas o la fisión de uranio en agua de refrigeración. [ cita requerida ] Las concentraciones de estos isótopos siguen siendo generalmente bajas en comparación con el gas noble radiactivo natural 222 Rn .

Debido a que el xenón es un trazador de dos isótopos progenitores , las proporciones de isótopos Xe en meteoritos son una herramienta poderosa para estudiar la formación del Sistema Solar . El método de datación I-Xe proporciona el tiempo transcurrido entre la nucleosíntesis y la condensación de un objeto sólido de la nebulosa solar (el xenón es un gas, solo la parte que se formó después de la condensación estará presente dentro del objeto). Los isótopos de xenón también son una herramienta poderosa para comprender la diferenciación terrestre . Se creía que el exceso de 129 Xe encontrado en los gases de pozo de dióxido de carbono de Nuevo México provenía de la descomposición de los gases derivados del manto poco después de la formación de la Tierra. [13] Se ha sugerido que la composición isotópica del xenón atmosférico fluctuó antes del GOE antes de estabilizarse, tal vez como resultado del aumento del O 2 atmosférico . [14]

Lista de isótopos

  1. ^ m Xe – Isómero nuclear excitado .
  2. ^ ( ) – La incertidumbre (1 σ ) se da en forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
  3. ^ # – Masa atómica marcada con #: valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos en parte de tendencias de la Superficie de Masa (TMS).
  4. ^ Vida media audaz  : casi estable, vida media más larga que la edad del universo .
  5. ^ Modos de descomposición:
  6. ^ Símbolo en negrita como hija: el producto hija es estable.
  7. ^ ( ) valor de giro: indica giro con argumentos de asignación débiles.
  8. ^ # – Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).
  9. ^ Isótopo más pesado conocido con igual número de protones y neutrones.
  10. ^ ab Radionúclido primordial
  11. ^ Se sospecha que sufre desintegración β + β + a 126 Te
  12. ^ Se utiliza en un método de datación por radio de aguas subterráneas y para inferir ciertos eventos en la historia del Sistema Solar.
  13. ^ abcd Producto de fisión
  14. ^ Tiene usos médicos
  15. ^ Teóricamente capaz de sufrir una desintegración β − β − ​​a 134 Ba con una vida media de más de2,8 × 10 22 años [11]
  16. ^ El absorbedor de neutrones más potente conocido , producido en plantas de energía nuclear como producto de desintegración del 135 I, que a su vez es un producto de desintegración del 135 Te, un producto de fisión . Normalmente absorbe neutrones en entornos de alto flujo de neutrones para convertirse en 136 Xe ; véase el pozo de yodo para obtener más información

Xenón-124

El xenón-124 es un isótopo del xenón que sufre una doble captura de electrones para formar telurio -124 con una vida media muy larga.1,8 × 10 22 años, más de 12 órdenes de magnitud más que la edad del universo ((13,799 ± 0,021) × 10 9  años ). Estas desintegraciones se han observado en el detector XENON1T en 2019 y son los procesos más raros jamás observados directamente. [16] (Se han medido desintegraciones incluso más lentas de otros núcleos, pero detectando productos de desintegración que se han acumulado durante miles de millones de años en lugar de observarlos directamente. [17] )

Xenón-133

El xenón-133 (comercializado como fármaco bajo la marca Xeneisol , código ATC V09EX03 ( OMS )) es un isótopo del xenón. Es un radionúclido que se inhala para evaluar la función pulmonar y para obtener imágenes de los pulmones . [18] También se utiliza para obtener imágenes del flujo sanguíneo, en particular en el cerebro . [19] El 133 Xe también es un producto de fisión importante . [ cita requerida ] Algunas centrales nucleares lo descargan a la atmósfera en pequeñas cantidades. [20]

Xenón-135

El xenón-135 es un isótopo radiactivo del xenón , producido como producto de fisión del uranio. Tiene una vida media de aproximadamente 9,2 horas y es el veneno nuclear absorbente de neutrones más poderoso conocido (tiene una sección transversal de absorción de neutrones de 2 millones de barns [21] ). El rendimiento total de xenón-135 a partir de la fisión es del 6,3%, aunque la mayor parte de este resulta de la desintegración radiactiva del telurio-135 y el yodo-135 producidos por fisión . El Xe-135 ejerce un efecto significativo en el funcionamiento del reactor nuclear ( foso de xenón ). Algunas centrales nucleares lo descargan a la atmósfera en pequeñas cantidades. [20]

Xenón-136

El xenón-136 es un isótopo del xenón que sufre una doble desintegración beta a bario -136 con una vida media muy larga.2,11 × 10 21 años, más de 10 órdenes de magnitud más que la edad del universo ((13,799 ± 0,021) × 10 9  años ). Se está utilizando en el experimento Enriched Xenon Observatory para buscar la desintegración beta doble sin neutrinos .

Véase también

Referencias

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  2. ^ abc "Observación de la captura de doble electrón por dos neutrinos en 124 Xe con XENON1T". Nature . 568 (7753): 532–535. 2019. doi :10.1038/s41586-019-1124-4.
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  7. ^ Albert, JB; Auger, M.; Auty, DJ; Barbeau, PS; Beauchamp, E.; Beck, D.; Belov, V.; Benitez-Medina, C.; Bonatt, J.; Breidenbach, M.; Brunner, T.; Burenkov, A.; Cao, GF; Chambers, C.; Chaves, J.; Cleveland, B.; Cook, S.; Craycraft, A.; Daniels, T.; Danilov, M.; Daugherty, SJ; Davis, CG; Davis, J.; Devoe, R.; Delaquis, S.; Dobi, A.; Dolgolenko, A.; Dolinski, MJ; Dunford, M.; et al. (2014). "Medición mejorada de la vida media 2νββ de 136Xe con el detector EXO-200". Physical Review C . 89 (1): 015502. arXiv : 1306.6106 . Código Bibliográfico :2014PhRvC..89a5502A. doi :10.1103/PhysRevC.89.015502. Archivado desde el original el 2023-06-13 . Consultado el 2023-01-24 .
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