Isotop xenon

Xenon (₅₄Xe) yang terbentuk secara alami terdiri dari tujuh isotop stabil dan dua isotop berumur panjang. Penangkapan elektron ganda telah teramati pada ¹²⁴Xe (waktu paruh 1,8 ± 0,5(stat) ± 0,1(sis) ×10²² tahun) dan peluruhan beta ganda pada ¹³⁶Xe (waktu paruh 2,165 ± 0,016(stat) ± 0,059(sis) ×10²¹ tahun), yang merupakan salah satu waktu paruh terukur terpanjang dari semua nuklida. Isotop ¹²⁶Xe dan ¹³⁴Xe juga diprediksi mengalami peluruhan beta ganda, tetapi hal ini tidak pernah teramati pada dua isotop ini, sehingga dianggap stabil. Di luar bentuk stabil ini, 32 isotop tidak stabil buatan dan berbagai isomer telah dipelajari, yang berumur paling panjang adalah ¹²⁷Xe dengan waktu paruh 36,345 hari. Semua isotop lain memiliki waktu paruh kurang dari 12 hari, paling banyak kurang dari 20 jam. Isotop berumur paling pendek, ¹⁰⁸Xe, memiliki waktu paruh 58 detik, dan merupakan nuklida terberat yang diketahui dengan jumlah proton dan neutron yang sama. Dari isomer yang diketahui, isomer yang berumur paling panjang adalah ^131mXe dengan waktu paruh 11,934 hari. ¹²⁹Xe dihasilkan oleh peluruhan beta ¹²⁹I (waktu paruh: 16 juta tahun); ^131mXe, ¹³³Xe, ^133mXe, dan ¹³⁵Xe adalah beberapa produk fisi dari ²³⁵U dan ²³⁹Pu, sehingga digunakan sebagai indikator ledakan nuklir.

Isotop buatan ¹³⁵Xe sangat penting dalam pengoperasian reaktor fisi nuklir. ¹³⁵Xe memiliki penampang yang besar untuk neutron termal, 2,65×10⁶barn, sehingga berfungsi sebagai penyerap neutron atau "racun" yang dapat memperlambat atau menghentikan reaksi berantai setelah periode operasi. Ia ditemukan di reaktor nuklir paling awal yang dibangun oleh Proyek Manhattan Amerika untuk produksi plutonium. Karena efek ini, perancang harus membuat ketentuan untuk meningkatkan reaktivitas reaktor (jumlah neutron per fisi yang pergi ke fisi atom lain dari bahan bakar nuklir) di atas nilai awal yang dibutuhkan untuk memulai reaksi berantai. Untuk alasan yang sama, produk fisi yang dihasilkan dalam ledakan nuklir dan pembangkit listrik berbeda secara signifikan karena sebagian besar ¹³⁵Xe akan menyerap neutron dalam reaktor keadaan tunak, sementara pada dasarnya tidak satu pun dari ¹³⁵I akan memiliki waktu untuk meluruh menjadi xenon sebelum ledakan bom menghilangkannya dari radiasi neutron.

Konsentrasi isotop xenon radioaktif yang relatif tinggi juga ditemukan berasal dari reaktor nuklir karena pelepasan gas fisi ini dari batang bahan bakar yang retak atau fisi uranium dalam air pendingin. Konsentrasi isotop ini biasanya masih rendah dibandingkan dengan konsentrasi gas mulia radioaktif alami, ²²²Rn (radon).

Karena xenon merupakan pelacak untuk dua isotop induk, rasio isotop Xe dalam meteorit merupakan alat yang ampuh untuk mempelajari pembentukan Tata Surya. Metode penanggalan I-Xe memberikan waktu yang berlalu antara nukleosintesis dan kondensasi benda padat dari nebula matahari (xenon adalah gas, hanya bagian yang terbentuk setelah kondensasi yang akan ada di dalam objek). Isotop xenon juga merupakan alat yang ampuh untuk memahami diferensiasi terestrial. Kelebihan ¹²⁹Xe yang ditemukan dalam gas sumur karbon dioksida dari New Mexico diyakini berasal dari peluruhan gas yang berasal dari mantel segera setelah pembentukan Bumi. Telah diperkirakan bahwa komposisi isotop xenon atmosfer berfluktuasi sebelum GOE sebelum menjadi stabil, mungkin sebagai akibat dari kenaikan O₂ atmosfer.

Daftar isotop

• Komposisi isotop mengacu pada komposisi di udara.

Xenon-124

Xenon-124 adalah sebuah isotop xenon yang mengalami penangkapan elektron ganda menjadi ¹²⁴Te dengan waktu paruh yang sangat lama, yaitu 1,8×10²² tahun, lebih dari 12 kali lipat lebih lama daripada usia alam semesta ((13,799±0,021)×10⁹ tahun). Peluruhan tersebut telah teramati pada detektor XENON1T pada tahun 2019, dan merupakan proses paling langka yang pernah diamati secara langsung. (Bahkan peluruhan inti lain yang lebih lambat telah diukur, tetapi dengan mendeteksi produk peluruhan yang telah terakumulasi selama miliaran tahun daripada mengamatinya secara langsung.)

Xenon-133

Xenon-133 (dijual sebagai obat dengan merek dagang Xeneisol, kode ATC V09EX03) adalah sebuah isotop xenon. Ia adalah radionuklida yang dihirup untuk menilai fungsi paru, dan untuk menggambarkan paru-paru. Ia juga digunakan untuk menggambarkan aliran darah, terutama di otak.¹³³Xe juga merupakan produk fisi yang penting. Ia dibuang ke atmosfer dalam jumlah kecil oleh beberapa pembangkit listrik tenaga nuklir.

Xenon-135

Xenon-135 adalah sebuah isotop radioaktif xenon, diproduksi sebagai produk fisi uranium. Ia memiliki waktu paruh sekitar 9,2 jam dan merupakan racun nuklir penyerap neutron paling kuat yang diketahui (memiliki penampang penyerapan neutron sebesar 2 juta barn). Hasil keseluruhan xenon-135 dari fisi adalah 6,3%, meskipun sebagian besar hasil ini dari peluruhan radioaktif ¹³⁵Te dan ¹³⁵I yang dihasilkan oleh fisi. ¹³⁵Xe memberikan pengaruh yang signifikan terhadap operasi reaktor nuklir (biji xenon). Ia dibuang ke atmosfer dalam jumlah kecil oleh beberapa pembangkit listrik tenaga nuklir.

Xenon-136

Xenon-136 adalah sebuah isotop xenon yang mengalami peluruhan beta ganda menjadi ¹³⁶Ba dengan waktu paruh yang sangat lama, yaitu 2,11×10²¹ tahun, lebih dari 10 kali lipat lebih lama daripada usia alam semesta ((13,799±0,021)×10⁹ tahun). Ia digunakan dalam eksperimen Enriched Xenon Observatory untuk mencari peluruhan beta ganda tanpa neutrino.

Lihat pula

• Geokimia isotop xenon

• Massa isotop dari:
  • Ame2003 Evaluasi Massa Atom Diarsipkan 2011-09-28 di Wayback Machine. oleh Georges Audi, Aaldert Hendrik Wapstra, Catherine Thibault, Jean Blachot dan Olivier Bersillon di Nuclear Physics A729 (2003).
• Komposisi isotop dan massa atom standar dari:
  • de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R.; Taylor, Philip D. P. (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683 . 
  • Wieser, Michael E. (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051 . 
• "News & Notices: Standard Atomic Weights Revised". International Union of Pure and Applied Chemistry. 19 Oktober 2005. 
• Data waktu paruh, spin, dan isomer dipilih dari sumber-sumber berikut.
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 
  • National Nuclear Data Center. "NuDat 2.x database". Laboratorium Nasional Brookhaven. 
  • Holden, Norman E. (2004). "11. Table of the Isotopes". Dalam Lide, David R. CRC Handbook of Chemistry and Physics (edisi ke-85). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.