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)^[1] dan peluruhan beta ganda pada ¹³⁶Xe (waktu paruh 2,165 ± 0,016(stat) ± 0,059(sis) ×10²¹ tahun),^[2] yang merupakan salah satu waktu paruh terukur terpanjang dari semua nuklida. Isotop ¹²⁶Xe dan ¹³⁴Xe juga diprediksi mengalami peluruhan beta ganda,^[4] tetapi hal ini tidak pernah teramati pada dua isotop ini, sehingga dianggap stabil.^[5][6] 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,^[7] 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 utama xenon

Iso­top Peluruhan kelim­pahan waktu paruh (t1/2) mode pro­duk 124Xe 0,095% 1,8×1022 thn[1] εε 124Te 125Xe sintetis 16,9 jam ε 125I 126Xe 0,089% stabil 127Xe sintetis 36,345 hri ε 127I 128Xe 1,910% stabil 129Xe 26,401% stabil 130Xe 4,071% stabil 131Xe 21,232% stabil 132Xe 26,909% stabil 133Xe sintetis 5,247 hri β− 133Cs 134Xe 10,436% stabil 135Xe sintetis 9,14 jam β− 135Cs 136Xe 8,857% 2,165×1021 thn[2] β−β− 136Ba
Berat atom standar Ar°(Xe)	131,293±0,006 131,29±0,01 (diringkas)[3]
lihat bicara sunting

Isotop buatan ¹³⁵Xe sangat penting dalam pengoperasian reaktor fisi nuklir. ¹³⁵Xe memiliki penampang yang besar untuk neutron termal, 2,65×10⁶ barn, 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.^{[butuh rujukan]} 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.^[8] Telah diperkirakan bahwa komposisi isotop xenon atmosfer berfluktuasi sebelum GOE sebelum menjadi stabil, mungkin sebagai akibat dari kenaikan O₂ atmosfer.^[9]

Daftar isotop

Nuklida [n 1]	Z	N	Massa isotop (Da) [n 2][n 3]	Waktu paruh [n 4]	Mode peluruhan [n 5]	Isotop anak [n 6]	Spin dan paritas [n 7][n 8]	Kelimpahan alami (fraksi mol)
	Energi eksitasi							Proporsi normal	Rentang variasi
108Xe[7]	54	54		58(+106−23) μdtk	α	104Te	0+
109Xe	54	55		13(2) mdtk	α	105Te
110Xe	54	56	109,94428(14)	310(190) mdtk [105(+35−25) mdtk]	β+	110I	0+
					α	106Te
111Xe	54	57	110,94160(33)#	740(200) mdtk	β+ (90%)	111I	5/2+#
					α (10%)	107Te
112Xe	54	58	111,93562(11)	2,7(8) dtk	β+ (99,1%)	112I	0+
					α (0,9%)	108Te
113Xe	54	59	112,93334(9)	2,74(8) dtk	β+ (92,98%)	113I	(5/2+)#
					β+, p (7%)	112Te
					α (0,011%)	109Te
					β+, α (0,007%)	109Sb
114Xe	54	60	113,927980(12)	10,0(4) dtk	β+	114I	0+
115Xe	54	61	114,926294(13)	18(4) dtk	β+ (99,65%)	115I	(5/2+)
					β+, p (0,34%)	114Te
					β+, α (3×10−4%)	111Sb
116Xe	54	62	115,921581(14)	59(2) dtk	β+	116I	0+
117Xe	54	63	116,920359(11)	61(2) dtk	β+ (99,99%)	117I	5/2(+)
					β+, p (0,0029%)	116Te
118Xe	54	64	117,916179(11)	3,8(9) mnt	β+	118I	0+
119Xe	54	65	118,915411(11)	5,8(3) mnt	β+	119I	5/2(+)
120Xe	54	66	119,911784(13)	40(1) mnt	β+	120I	0+
121Xe	54	67	120,911462(12)	40,1(20) mnt	β+	121I	(5/2+)
122Xe	54	68	121,908368(12)	20,1(1) jam	β+	122I	0+
123Xe	54	69	122,908482(10)	2,08(2) jam	EC	123I	1/2+
123mXe	185,18(22) keV			5,49(26) μdtk			7/2(−)
124Xe[n 9]	54	70	123,905893(2)	1,8(0,5 (stat), 0,1 (sis))×1022 thn[1]	EC ganda	124Te	0+	9,52(3)×10−4
125Xe	54	71	124,9063955(20)	16,9(2) jam	β+	125I	1/2(+)
125m1Xe	252,60(14) keV			56,9(9) dtk	IT	125Xe	9/2(−)
125m2Xe	295,86(15) keV			0,14(3) μdtk			7/2(+)
126Xe	54	72	125,904274(7)	Stabil Secara Pengamatan[n 10]			0+	8,90(2)×10−4
127Xe	54	73	126,905184(4)	36,345(3) hri	EC	127I	1/2+
127mXe	297,10(8) keV			69,2(9) dtk	IT	127Xe	9/2−
128Xe	54	74	127,9035313(15)	Stabil[n 11]			0+	0,019102(8)
129Xe[n 12]	54	75	128,9047794(8)	Stabil[n 11]			1/2+	0,264006(82)
129mXe	236,14(3) keV			8,88(2) hri	IT	129Xe	11/2−
130Xe	54	76	129,9035080(8)	Stabil[n 11]			0+	0,040710(13)
131Xe[n 13]	54	77	130,9050824(10)	Stabil[n 11]			3/2+	0,212324(30)
131mXe	163,930(8) keV			11,934(21) hri	IT	131Xe	11/2−
132Xe[n 13]	54	78	131,9041535(10)	Stabil[n 11]			0+	0,269086(33)
132mXe	2752,27(17) keV			8,39(11) mdtk	IT	132Xe	(10+)
133Xe[n 13][n 14]	54	79	132,9059107(26)	5,2475(5) hri	β−	133Cs	3/2+
133mXe	233,221(18) keV			2,19(1) hri	IT	133Xe	11/2−
134Xe[n 13]	54	80	133,9053945(9)	Stabil Secara Pengamatan[n 15]			0+	0,104357(21)
134m1Xe	1965,5(5) keV			290(17) mdtk	IT	134Xe	7−
134m2Xe	3025,2(15) keV			5(1) μdtk			(10+)
135Xe[n 16]	54	81	134,907227(5)	9,14(2) jam	β−	135Cs	3/2+
135mXe	526,551(13) keV			15,29(5) mnt	IT (99,99%)	135Xe	11/2−
					β− (0,004%)	135Cs
136Xe[n 9]	54	82	135,907219(8)	2,165(0,016 (stat), 0,059 (sis))×1021 thn[2]	β−β−	136Ba	0+	0,088573(44)
136mXe	1891,703(14) keV			2,95(9) μdtk			6+
137Xe	54	83	136,911562(8)	3,818(13) mnt	β−	137Cs	7/2−
138Xe	54	84	137,91395(5)	14,08(8) mnt	β−	138Cs	0+
139Xe	54	85	138,918793(22)	39,68(14) dtk	β−	139Cs	3/2−
140Xe	54	86	139,92164(7)	13,60(10) dtk	β−	140Cs	0+
141Xe	54	87	140,92665(10)	1,73(1) dtk	β− (99,45%)	141Cs	5/2(−#)
					β−, n (0,043%)	140Cs
142Xe	54	88	141,92971(11)	1,22(2) dtk	β− (99,59%)	142Cs	0+
					β−, n (0,41%)	141Cs
143Xe	54	89	142,93511(21)#	0,511(6) dtk	β−	143Cs	5/2−
144Xe	54	90	143,93851(32)#	0,388(7) dtk	β−	144Cs	0+
					β−, n	143Cs
145Xe	54	91	144,94407(32)#	188(4) mdtk	β−	145Cs	(3/2−)#
146Xe	54	92	145,94775(43)#	146(6) mdtk	β−	146Cs	0+
147Xe	54	93	146,95356(43)#	130(80) mdtk [0,10(+10−5) dtk]	β−	147Cs	3/2−#
					β−, n	146Cs
Header & footer tabel ini:  view

1. ^mXe – Isomer nuklir tereksitasi.
2. ( ) – Ketidakpastian (1σ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.
3. # – Massa atom bertanda #: nilai dan ketidakpastian yang diperoleh bukan dari data eksperimen murni, tetapi setidaknya sebagian dari tren dari Permukaan Massa (trends from the Mass Surface, TMS).
4. Waktu paruh tebal – hampir stabil, waktu paruh lebih lama dari umur alam semesta.
5. Mode peluruhan:

   EC:	Penangkapan elektron
   IT:	Transisi isomerik
   n:	Emisi neutron

6. Simbol tebal sebagai anak – Produk anak stabil.
7. ( ) nilai spin – Menunjukkan spin dengan argumen penempatan yang lemah.
8. # – Nilai yang ditandai # tidak murni berasal dari data eksperimen, tetapi setidaknya sebagian dari tren nuklida tetangga (trends of neighboring nuclides, TNN).
9. Radionuklida primordial
10. Diduga mengalami peluruhan β⁺β⁺ menjadi ¹²⁶Te
11. Secara teoritis mampu mengalami fisi spontan
12. Digunakan dalam metode penanggalan radio air tanah dan untuk menyimpulkan peristiwa tertentu dalam sejarah Tata Surya
13. Produk fisi
14. Memiliki kegunaan medis
15. Diduga mengalami peluruhan β⁻β⁻ menjadi ¹³⁴Ba dengan waktu paruh lebih dari 11×10¹⁵ tahun
16. Penyerap neutron paling kuat yang diketahui, diproduksi di pembangkit listrik tenaga nuklir sebagai produk peluruhan ¹³⁵I, ia sendiri merupakan produk peluruhan ¹³⁵Te, sebuah produk fisi. Biasanya menyerap neutron di lingkungan fluks neutron tinggi menjadi ¹³⁶Xe; lihat biji iodin untuk informasi lebih lanjut

• 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.^[10] (Bahkan peluruhan inti lain yang lebih lambat telah diukur, tetapi dengan mendeteksi produk peluruhan yang telah terakumulasi selama miliaran tahun daripada mengamatinya secara langsung.^[11])

Xenon-133

xenon-133, ¹³³Xe

Umum
Simbol	133Xe
Nama	xenon-133, Xe-133
Proton (Z)	54
Neutron (N)	79
Data nuklida
Kelimpahan alam	sintetis
Waktu paruh (t1/2)	5,243(1) hari
Produk peluruhan	133Cs
Massa isotop	132,9059107 u
Spin	3/2+
Mode peluruhan
Mode peluruhan	Energi peluruhan (MeV)
β−	0,427
Isotop xenon Tabel nuklida lengkap

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.^[12] Ia juga digunakan untuk menggambarkan aliran darah, terutama di otak.^{[13] 133}Xe juga merupakan produk fisi yang penting.^{[butuh rujukan]} Ia dibuang ke atmosfer dalam jumlah kecil oleh beberapa pembangkit listrik tenaga nuklir.^[14]

Xenon-135

Artikel utama: 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^[15]). 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.^[14]

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

Referensi

1. "Observation of two-neutrino double electron capture in ¹²⁴Xe with XENON1T". Nature. 568 (7753): 532–535. 2019. doi:10.1038/s41586-019-1124-4.
2. 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). "Improved measurement of the 2νββ half-life of ¹³⁶Xe with the EXO-200 detector". Physical Review C. 89. arXiv:1306.6106 . Bibcode:2014PhRvC..89a5502A. doi:10.1103/PhysRevC.89.015502.
3. Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure Appl. Chem. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
4. Wang, M.; Audi, G.; Kondev, F. G.; Huang, W. J.; Naimi, S.; Xu, X. (2017). "The AME2016 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references" (PDF). Chinese Physics C. 41 (3): 030003–1—030003–442. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030003.
5. Status of ββ-decay in Xenon, Roland Lüscher, diakses tanggal 8 Juli 2022. Diarsipkan 27 September 2007 di Wayback Machine.
6. Barros, N.; Thurn, J.; Zuber, K. (2014). "Double beta decay searches of ¹³⁴Xe, ¹²⁶Xe, and ¹²⁴Xe with large scale Xe detectors". Journal of Physics G. 41 (11): 115105–1–115105–12. arXiv:1409.8308 . doi:10.1088/0954-3899/41/11/115105. Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
7. Auranen, K.; et al. (2018). "Superallowed α decay to doubly magic ¹⁰⁰Sn" (PDF). Physical Review Letters. 121 (18): 182501. doi:10.1103/PhysRevLett.121.182501 . PMID 30444390.
8. Boulos, M. S.; Manuel, O. K. (1971). "The xenon record of extinct radioactivities in the Earth". Science. 174 (4016): 1334–1336. Bibcode:1971Sci...174.1334B. doi:10.1126/science.174.4016.1334. PMID 17801897. Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
9. Ardoin, L.; Broadley, M.W.; Almayrac, M.; Avice, G.; Byrne, D.J.; Tarantola, A.; Lepland, A.; Saito, T.; Komiya, T.; Shibuya, T.; Marty, B. (2022). "The end of the isotopic evolution of atmospheric xenon". Geochemical Perspectives Letters. 20: 43–47. doi:10.7185/geochemlet.2207.
10. David Nield (26 April 2019). "A Dark Matter Detector Just Recorded One of The Rarest Events Known to Science".
11. Hennecke, Edward W., O. K. Manuel, and Dwarka D. Sabu. (1975). "Double beta decay of Te 128". Physical Review C. 11 (4): 1378–1384. doi:10.1103/PhysRevC.11.1378.Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
12. Jones, R. L.; Sproule, B. J.; Overton, T. R. (1978). "Measurement of regional ventilation and lung perfusion with Xe-133". Journal of Nuclear Medicine. 19 (10): 1187–1188. PMID 722337.
13. Hoshi, H.; Jinnouchi, S.; Watanabe, K.; Onishi, T.; Uwada, O.; Nakano, S.; Kinoshita, K. (1987). "Cerebral blood flow imaging in patients with brain tumor and arterio-venous malformation using Tc-99m hexamethylpropylene-amine oxime--a comparison with Xe-133 and IMP". Kaku Igaku. 24 (11): 1617–1623. PMID 3502279.
14. Effluent Releases from Nuclear Power Plants and Fuel-Cycle Facilities (dalam bahasa Inggris). National Academies Press (US). 29 Maret 2012.
15. Bagan Nuklida Edisi ke-13

• 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.