Đồng vị xenon – Wikipedia

Posted on by lordneo

xenon xuất hiện tự nhiên ( 54 Xe) được tạo thành từ tám đồng vị ổn định và một đồng vị tồn tại rất lâu. . [chúngđượccoilàổnđịnh)[4][5] Xenon có số lượng đồng vị ổn định cao thứ hai. Chỉ có thiếc, với 10 đồng vị ổn định, có nhiều hơn. [6] Ngoài các dạng ổn định này, 32 đồng vị không ổn định và các đồng phân khác nhau đã được nghiên cứu, tồn tại lâu nhất trong số đó là 136 Xe, trải qua quá trình phân rã beta kép. với chu kỳ bán rã là 2,165 ± 0,016 (stat) ± 0,059 (sys) × 10 21 năm [1] với thời gian tồn tại lâu nhất tiếp theo là 127 Xe có chu kỳ bán rã 36.345 ngày. Tất cả các đồng vị khác có chu kỳ bán rã dưới 12 ngày, hầu hết dưới 20 giờ. Đồng vị có thời gian tồn tại ngắn nhất, 108 Xe, [7] có chu kỳ bán rã 58 58s, và là hạt nhân nặng nhất được biết đến với số lượng proton và neutron bằng nhau. Trong số các đồng phân đã biết, tồn tại lâu nhất là 131m Xe có chu kỳ bán rã 11.934 ngày. 129 Xe được sản xuất bởi sự phân rã beta của 129 I (thời gian bán hủy: 16 triệu năm); 131m Xe, 133 Xe, 133m Xe, và 135 Xe là một số sản phẩm phân hạch của cả hai 235 ] U và 239 Pu, vì vậy được sử dụng làm chỉ số cho các vụ nổ hạt nhân.

Đồng vị nhân tạo 135 Xe có ý nghĩa quan trọng trong hoạt động của các lò phản ứng phân hạch hạt nhân. 135 Xe có tiết diện rất lớn đối với neutron nhiệt, 2,65 × 10 6 vì vậy nó hoạt động như một chất hấp thụ neutron hoặc "chất độc" có thể làm chậm hoặc dừng phản ứng dây chuyền sau một thời gian hoạt động. Điều này đã được phát hiện trong các lò phản ứng hạt nhân sớm nhất được xây dựng bởi Dự án Manhattan của Mỹ để sản xuất plutonium. Các nhà thiết kế đã đưa ra các quy định trong thiết kế để tăng khả năng phản ứng của lò phản ứng (số lượng neutron trên mỗi phân hạch tiếp tục phân hạch các nguyên tử khác của nhiên liệu hạt nhân).

Các đồng vị xenon phóng xạ nồng độ tương đối cao cũng được tìm thấy phát ra từ các lò phản ứng hạt nhân do sự giải phóng khí phân hạch này từ các thanh nhiên liệu bị nứt hoặc phân hạch uranium trong nước làm mát. Nồng độ của các đồng vị này vẫn thường thấp so với khí hiếm phóng xạ tự nhiên 222 Rn.

Vì xenon là một chất đánh dấu cho hai đồng vị cha mẹ, tỷ lệ đồng vị Xe trong thiên thạch là một công cụ mạnh mẽ để nghiên cứu sự hình thành của hệ mặt trời. Phương pháp hẹn hò I-Xe cho thời gian trôi qua giữa quá trình tổng hợp hạt nhân và sự ngưng tụ của một vật thể rắn từ tinh vân mặt trời (xenon là một chất khí, chỉ một phần của nó hình thành sau khi ngưng tụ sẽ có mặt bên trong vật thể). Đồng vị xenon cũng là một công cụ mạnh mẽ để hiểu sự khác biệt trên mặt đất. Dư thừa 129 Xe được tìm thấy trong khí giếng carbon dioxide từ New Mexico được cho là từ sự phân rã của các loại khí có nguồn gốc từ lớp phủ ngay sau khi hình thành Trái đất. [8]

Xenon-133 []

Xenon-133 (được bán dưới dạng thuốc dưới tên thương hiệu Xeneisol mã ATC V09EX03 ( WHO )) là một đồng vị của xenon. Nó là một hạt nhân phóng xạ được hít vào để đánh giá chức năng phổi và ghi lại hình ảnh của phổi. [9] Nó cũng được sử dụng để ghi lại dòng máu, đặc biệt là trong não. [10] 133 Xe cũng là một sản phẩm phân hạch quan trọng. [ cần trích dẫn ] Nó được thải ra khí quyển với số lượng nhỏ bởi một số nhà máy điện hạt nhân. [11]

Xenon-135 [ chỉnh sửa ] [19659023] Xenon-135 là một đồng vị phóng xạ của xenon, được sản xuất như một sản phẩm phân hạch của urani. Nó có chu kỳ bán rã khoảng 9,2 giờ và là chất độc hạt nhân hấp thụ neutron mạnh nhất được biết đến (có tiết diện hấp thụ neutron là 2 triệu chuồng [12]). Hiệu suất tổng thể của xenon-135 từ quá trình phân hạch là 6,3%, mặc dù hầu hết các kết quả này từ sự phân rã phóng xạ của Tellurium-135 và iốt-135 do phân hạch. Xe-135 có tác dụng đáng kể đối với hoạt động của lò phản ứng hạt nhân (hố xenon). Nó được thải ra khí quyển với số lượng nhỏ bởi một số nhà máy điện hạt nhân. [11]

Xenon-136 [ chỉnh sửa ]

Xenon-136 là một đồng vị của xenon trải qua quá trình phân rã beta kép barium-136 với chu kỳ bán rã rất dài là 2,11 × 10 21 năm, hơn 10 bậc độ lớn dài hơn tuổi của vũ trụ ((13,799 ± 0,021) × 10 9 năm).

Danh sách các đồng vị [ chỉnh sửa ]

biểu tượng hạt nhân Z (p) N (n) khối lượng đồng vị (u) Nửa đời phân rã
chế độ [13] [n 1] 		con gái
đồng vị [n 2] 19659034] hạt nhân
quay và
chẵn lẻ 		đại diện
thành phần đồng vị

(phần mol)

phạm vi biến thiên
tự nhiên
(phần mol)
năng lượng kích thích
108 Xe [7] 54 54 58 (+ 106-23) 104 0+
109 Xe 54 55 13 (2) ms 105
110 Xe 54 56 109.94428 (14) 310 (190) ms
[105(+35−25) ms] 		β + 110 Tôi 0+
106
111 Xe 54 57 110.94160 (33) # 740 (200) ms β + (90%) 111 Tôi 5/2 + #
α (10%) 107
112 Xe 54 58 111.93562 (11) 2.7 (8) s β + (99,1%) 112 Tôi 0+
α (.9%) 108
113 Xe 54 59 112.93334 (9) 2,74 (8) s β + (92,98%) 113 Tôi (5/2 +) #
β + p (7%) 112
α (.011%) 109
β + α (.007%) 109 Sb
114 Xe 54 60 113.927980 (12) 10.0 (4) s β + 114 I 0+
115 Xe 54 61 114.926294 (13) 18 (4) s β + (99,65%) 115 Tôi (5/2 +)
β + p (.34%) 114
β + α (3 × 10 −4 %) 111 Sb
116 Xe 54 62 115,921581 (14) 59 (2) s β + 116 I 0+
117 Xe 54 63 116.920359 (11) 61 (2) s β + (99,99%) 117 Tôi 5/2 (+)
β + p (.0029%) 116
118 Xe 54 64 117.916179 (11) 3,8 (9) phút β + 118 I 0+
119 Xe 54 65 118.915411 (11) 5,8 (3) phút β + 119 I 5/2 (+)
120 Xe 54 66 119.911784 (13) 40 (1) phút β + 120 I 0+
121 Xe 54 67 120.911462 (12) 40,1 (20) phút β + 121 I (5/2 +)
122 Xe 54 68 121.908368 (12) 20.1 (1) h β + 122 I 0+
123 Xe 54 69 122.908482 (10) 2.08 (2) h EC 123 Tôi 1/2 +
123m Xe 185,18 (22) keV 5,49 (26) 7/2 (-)
124 Xe 54 70 123.905893 (2) Ổn định quan sát [n 3] 0+ 9,52 (3) × 10 −4
125 Xe 54 71 124.9063955 (20) 16.9 (2) h β + 125 I 1/2 (+)
125m1 Xe 252,60 (14) keV 56,9 (9) s CNTT 125 Xe 9/2 (-)
125m2 Xe 295,86 (15) keV 0.14 (3) 7/2 (+)
126 Xe 54 72 125.904274 (7) Ổn định quan sát [n 4] 0+ 8,90 (2) × 10 −4
127 Xe 54 73 126.905184 (4) 36.345 (3) d EC 127 I 1/2 +
127m Xe 297.10 (8) keV 69.2 (9) s CNTT 127 Xe 9/2
128 Xe 54 74 127.9035313 (15) Ổn định [n 5] 0+ 0,009102 (8)
129 Xe [n 6] 54 75 128.9047794 (8) Ổn định [n 5] 1/2 + 0.264006 (82)
129m Xe 236,14 (3) keV 8,88 (2) d CNTT 129 Xe 11/2
130 Xe 54 76 129.9035080 (8) Ổn định [n 5] 0+ 0,040710 (13)
131 Xe [n 7] 54 77 130.9050824 (10) Ổn định [n 5] 3/2 + 0.212324 (30)
131m Xe 163.930 (8) keV 11.934 (21) d CNTT 131 Xe 11/2
132 Xe [n 7] 54 78 131.9041535 (10) Ổn định [n 5] 0+ 0,269086 (33)
132m Xe 2752,27 (17) keV 8,39 (11) ms CNTT 132 Xe (10+)
133 Xe [n 7] [n 8] 54 79 132.9059107 (26) 5.2475 (5) d β – 133 Cs 3/2 +
133m Xe 233.221 (18) keV 2,19 (1) d CNTT 133 Xe 11/2
134 Xe [n 7] 54 80 133.9053945 (9) Ổn định quan sát [n 9] 0+ 0.104357 (21)
134m1 Xe 1965.5 (5) keV 290 (17) ms CNTT 134 Xe 7−
134m2 Xe 3025.2 (15) keV 5 (1) (10+)
135 Xe [n 10] 54 81 134.907227 (5) 9,14 (2) h β – 135 Cs 3/2 +
135m Xe 526.551 (13) keV 15,29 (5) phút CNTT (99,99%) 135 Xe 11/2
β – (.004%) 135 Cs
136 Xe [n 11] 54 82 135.907219 (8) 2.165 (0,016 (stat), 0,059 (sys)) × 10 21 y [1] – β – 136 Ba 0+ 0,088573 (44)
136m Xe 1891.703 (14) keV 2,95 (9) 6+
137 Xe 54 83 136.911562 (8) 3.818 (13) phút β – 137 Cs 7/2
138 Xe 54 84 137.91395 (5) 14,08 (8) phút β – 138 Cs 0+
139 Xe 54 85 138.918793 (22) 39,68 (14) s β – 139 Cs 3/2
140 Xe 54 86 139.92164 (7) 13.60 (10) s β – 140 Cs 0+
141 Xe 54 87 140,92665 (10) 1,73 (1) s β – (99,45%) 141 Cs 5/2 (- #)
β – n (.043%) 140 Cs
142 Xe 54 88 141.92971 (11) 1,22 (2) s β – (99,59%) 142 Cs 0+
β – n (.41%) 141 Cs
143 Xe 54 89 142.93511 (21) # 0,511 (6) s β – 143 Cs 5/2
144 Xe 54 90 143.93851 (32) # 0.388 (7) s β – 144 Cs 0+
β – n 143 Cs
145 Xe 54 91 144.94407 (32) # 188 (4) ms β – 145 Cs (3/2 -) #
146 Xe 54 92 145.94775 (43) # 146 (6) ms β – 146 Cs 0+
147 Xe 54 93 146,95356 (43) # 130 (80) ms
[0.10(+10−5) s] 		β – 147 Cs 3 / 2− #
β – n 146 Cs

Ghi chú [ chỉnh sửa ]

  • Thành phần đồng vị đề cập đến điều đó trong không khí.
  • Các mẫu đặc biệt về mặt địa chất được biết đến trong đó thành phần đồng vị nằm ngoài phạm vi báo cáo. Sự không chắc chắn trong khối lượng nguyên tử có thể vượt quá giá trị đã nêu đối với các mẫu vật đó.
  • Các vật liệu có sẵn trên thị trường có thể đã bị phân đoạn đồng vị không được tiết lộ hoặc vô tình. Sự sai lệch đáng kể so với khối lượng và thành phần nhất định có thể xảy ra.
  • Các giá trị được đánh dấu # không hoàn toàn xuất phát từ dữ liệu thực nghiệm, nhưng ít nhất một phần từ các xu hướng hệ thống. Các spin có đối số gán yếu được đặt trong dấu ngoặc đơn.
  • Không chắc chắn được đưa ra ở dạng ngắn gọn trong ngoặc đơn sau các chữ số cuối tương ứng. Các giá trị không chắc chắn biểu thị một độ lệch chuẩn, ngoại trừ thành phần đồng vị và khối lượng nguyên tử tiêu chuẩn từ IUPAC, sử dụng độ không đảm bảo mở rộng.

Tài liệu tham khảo [ chỉnh sửa ]

  1. b c Albert, JB; Auger, M.; Auty, D. J.; Barbeau, P. S.; Beauchamp, E.; Beck, Đ.; Belov, V.; Benitez-Medina, C.; Bonatt, J.; Breidenbach, M.; Ngăm ngăm, T.; Burenkov, A.; Cao, G. F.; Phòng, C.; Trò chuyện, J.; Cleveland, B.; Nấu ăn, S.; Craycraft, A.; Daniels, T.; Danilov, M.; Daugherty, S. J.; Davis, C. G.; Davis, J.; Quỷ, R.; Delaquis, S.; Dobi, A.; Dolgolenko, A.; Dolinski, M. J.; Dunford, M.; et al. (2014). "Cải thiện phép đo thời gian bán hủy 2ββββ của 136 Xe với máy dò EXO-200". Đánh giá vật lý C . 89 . arXiv: 1306.6106 . Mã số: 2014PhRvC..89a5502A. doi: 10.1103 / PhysRevC.89.015502.
  2. ^ Meija, J.; et al. (2016). "Trọng lượng nguyên tử của các nguyên tố 2013 (Báo cáo kỹ thuật của IUPAC)". Hóa học thuần túy và ứng dụng . 88 (3): 265 Hóa91. doi: 10.1515 / pac-2015-0305.
  3. ^ Wang, M.; Audi, G.; Kondev, F. G.; Hoàng, W. J.; Naimi, S.; Xu, X. (2017), "Đánh giá khối lượng nguyên tử AME2016 (II). Bảng, biểu đồ và tài liệu tham khảo" (PDF) Vật lý Trung Quốc C 41 (3): 030003 Điện1 Từ030001 Chân442, doi: 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030003
  4. ^ Trạng thái-decay ở Xenon, Roland Lüscher, được truy cập trên dòng 17 tháng 9 , Năm 2007 Lưu trữ ngày 27 tháng 9 năm 2007, tại Wayback Machine
  5. ^ Barros, N.; Thurn, J.; Zuber, K. (2014). "Tìm kiếm phân rã beta kép của 134 Xe, 126 Xe, và 124 Xe có máy dò Xe quy mô lớn". Tạp chí Vật lý G . 41 (11): 115105 arXiv: 1409.8308 . doi: 10.1088 / 0954-3899 / 41/11/115105.
  6. ^ Rajam, J. B. (1960). Vật lý nguyên tử (lần thứ 7). Delhi: S. Chand và Co. ISBN 81-219-1809-X.
  7. ^ a b Auranen, K.; et al. (2018). "Siêu phân rã α cho phép thuật gấp đôi 100 Sn" (PDF) . Thư đánh giá vật lý . 121 (18): 182501. doi: 10.1103 / PhysRevLett.121.182501. CS1 duy trì: Sử dụng triệt để et al. (liên kết)
  8. ^ Boulos, M. S.; Manuel, O. K. (1971). "Bản ghi xenon của các phóng xạ đã tuyệt chủng trên Trái đất". Khoa học . 174 (4016): 1334 Từ1336. Mã số: 1971Sci … 174.1334B. doi: 10.1126 / khoa học.174.4016.1334. PMID 17801897.
  9. ^ Jones, R. L.; Rau mầm, B. J.; Overton, T. R. (1978). "Đo thông khí khu vực và tưới máu phổi bằng Xe-133". Tạp chí Y học hạt nhân . 19 (10): 1187 Từ1188. PMID 722337.
  10. ^ Hoshi, H.; Jinnouchi, S.; Watanabe, K.; Onishi, T.; Uwada, O.; Nakano, S.; Kinoshita, K. (1987). "Hình ảnh lưu lượng máu não ở bệnh nhân bị u não và dị dạng động mạch bằng Tc-99m hexamethylprop-amine oxime – so sánh với Xe-133 và IMP". Kaku Igaku . 24 (11): 1617 Tiết1623. PMID 3502279.
  11. ^ a b Phát hành mạnh mẽ từ các nhà máy điện hạt nhân và các cơ sở chu trình nhiên liệu . Nhà xuất bản Học viện Quốc gia (Hoa Kỳ). 2012 / 03-29.
  12. ^ Biểu đồ của các hạt nhân Phiên bản thứ 13
  13. ^ "Biểu đồ hạt nhân phổ quát". hạt nhân. (Yêu cầu đăng ký ( trợ giúp )) .
  • Khối lượng đồng vị từ Đánh giá khối lượng nguyên tử Ame2003 của G. Audi, AH Wapstra, C. Thibault, J. Blachot và O. Bersillon Vật lý hạt nhân A729 (2003).
  • Thành phần đồng vị và khối lượng nguyên tử tiêu chuẩn từ:
  • Dữ liệu chu kỳ bán rã, spin và đồng phân được chọn từ các nguồn sau. Xem ghi chú chỉnh sửa trên trang thảo luận của bài viết này.