キセノンの同位体

キセノン の同位体（54 Xe）
主な同位体[1]減衰
アイソトープ豊富半減期 （t 1/2）モード製品
124キセノン0.095%1.1 × 10 22 年[2]εε124テ
125キセノンシンセ16.87時間β +125私
126キセノン0.089 %安定した
127キセノンシンセ36.342日ε127私
128キセノン1.91%安定した
129キセノン26.4%安定した
130キセノン4.07%安定した
131キセノン21.2%安定した
132キセノン26.9%安定した
133キセノンシンセ5.2474日β −133セシウム
134キセノン10.4%安定した
135キセノンシンセ9時14分β −135セシウム
136キセノン8.86%2.18 × 10 21 年β − β −136バ
標準原子量 A r °(Xe)
  • 131.293 ± 0.006 [3]
  • 131.29 ± 0.01  （要約）[4]

天然に存在するキセノン（54 Xe）は、7つの安定 同位体と2つの非常に長寿命の放射性同位体の9つの同位体で構成されています。124 Xe（半減期1.1 ± 0.2 stat  ± 0.1 sys × 10）では二重電子捕獲が観測されています。22年） [2]および136 Xeの二重ベータ崩壊（半減期2.18 × 10127 Xeの半減期は21年で、これはすべての核種の中で最も長い半減期の1つである。126Xeと134Xeの同位体も二重ベータ崩壊を起こすと予測されているが、崩壊過程が実際に観測されるまでは安定していると考えられている。[5][6]108Xe150人工不安定同位体が作られており、その中で最も長寿命なのは半減期127Xeで。他のすべての核種の半減期は12日未満で、ほとんどが1時間未満である。最も短寿命の同位体で108Xe[7]の半減期は58μsで、陽子と中性子の数が等しい最も重い既知の核種である。既知の異性体の中で最も長寿命なのは131mXe で、半減期は 11.95 日であり、キセノンの核種の中で 2 番目に長い。

129 Xe は、天然または人工の129 Iのベータ崩壊によって生成されます(半減期 1,610 万年)。131m Xe、133 Xe、133m Xe、および135 Xe は、 235 Uと239 Puの核分裂生成物の一部であるため、核爆発の指標として使用されます。

人工同位体135 Xeは、原子核分裂炉の運転において極めて重要な役割を担っています。135 Xeは熱中性子の断面積が265万バーンと非常に大きいため、中性子吸収体、つまり「毒」として作用し、一定期間の運転後に連鎖反応を遅らせたり停止させたりすることができます。これは、アメリカのマンハッタン計画でプルトニウム生産のために建設された初期の原子炉で発見されました。この効果のため、設計者は原子炉の反応性（核分裂1回あたりに核燃料の他の原子を核分裂させる中性子の数）を、連鎖反応を開始するために必要な初期値よりも高くするための対策を講じる必要があります。同じ理由から、核爆発と発電所で生成されるキセノン核分裂生成物は、その大きな割合が135
キセノンは定常状態の原子炉では中性子を吸収するが、爆弾では中性子は吸収されないと考えられる。135
爆発によってキセノンが分散され、中性子放射から除去される前に、キセノンに崩壊する時間があります。

原子炉からは、割れた燃料棒からの核分裂ガスの放出や、冷却水中のウランの核分裂により、比較的高濃度の放射性キセノン同位体も放出されていることが分かっています。[引用が必要]これらの同位体の濃度は、自然に発生する放射性希ガス 222 Rnと比較すると、通常は依然として低いです。

キセノンは2つの親同位体のトレーサーであるため、隕石中のXe同位体比は太陽系の形成を研究する強力なツールとなります。I -Xe法による年代測定は、元素合成から太陽系星雲からの固体物体の凝縮までの経過時間を示します（キセノンは気体であるため、凝縮後に形成された部分のみが物体内部に存在します）。キセノン同位体は地球の分化を理解するための強力なツールでもあります。ニューメキシコ州の二酸化炭素井ガス中に発見された過剰な129 Xeは、地球形成直後のマントル由来のガスの崩壊に由来すると考えられていました。 [8]大気中のキセノンの同位体組成は、おそらく大気中のO2の増加の結果として、GOEの前に変動し、その後安定していたことが示唆されています（説明が必要）。[9]

同位体のリスト

核種
[n 1]		Z北同位体質量 （Da）[10] [n 2] [n 3]
半減期[1]
[n 4]		減衰
モード[1]
[n 5]		娘
同位体
[n 6]		スピンと
パリティ[1]
[n 7] [n 8]		天然存在比 （モル分率）
励起エネルギー通常の割合[1]変動の範囲
108キセノン[n 9]5454107.95423(41)72(35)μsα104テ0歳以上
109キセノン5455108.95076(32)# [11]13(2) ミリ秒α105テ（7/2+）
110キセノン5456109.94426(11)93(3) ミリ秒α（64％）106テ0歳以上
β + (36%)110私
111キセノン5457110.941460(64) [11]740(200)ミリ秒β + (89.6%)111私5/2+#
α（10.4％）107テ
112キセノン5458111.9355591(89)2.7(8)秒β + (98.8%)112私0歳以上
α（1.2％）108テ
113キセノン5459112.9332217(73)2.74(8)秒β + (92.98%)113私5/2+#
β +、p (7%)112テ
α (?%)109テ
β +、α (~0.007%)109スラブ
113mキセノン403.6(14) keV6.9(3) μsそれ113キセノン（11/2−）
114キセノン5460113.927980(12)10.0(4)秒β +114私0歳以上
115キセノン5461114.926294(13)18(3) sβ + (99.66%)115私（5/2+）
β +、p（0.34％）114テ
116キセノン5462115.921581(14)59(2) sβ +116私0歳以上
117キセノン5463116.920359(11)61(2) sβ +117私5/2+
β +、p（0.0029％）116テ
118キセノン5464117.916179(11)3.8(9)分β +118私0歳以上
119キセノン5465118.915411(11)5.8(3)分β + (79%)119私5/2+
EC（21％）119私
120キセノン5466119.911784(13)46.0(6)分β +120私0歳以上
121キセノン5467120.911453(11)40.1(20)分β +121私5/2+
122キセノン5468121.908368(12)20.1(1) 時間EC122私0歳以上
123キセノン5469122.908482(10)2.08(2) 時間β +123私1/2以上
123mキセノン185.18(11) keV5.49(26)μsそれ123キセノン7月2日
124キセノン[n 10]5470123.9058852(15)1.1(2) × 1022 歳[2]ダブルEC124テ0歳以上9.5(5)×10 −4
125キセノン5471124.9063876(15)16.87(8) 時間EC / β +125私1/2以上
125m1キセノン252.61(14) keV56.9(9)秒それ125キセノン9月2日
125m2キセ295.89(15) keV0.14(3) μsそれ125キセノン7/2+
126キセノン5472125.904297422(6)観測的に安定している[n 11]0歳以上8.9(3)×10 −4
127キセノン5473126.9051836(44)36.342(3) dEC127私1/2以上
127mキセノン297.10(8) keV69.2(9) sそれ127キセノン9月2日
128キセノン5474127.9035307534(56)安定した0歳以上0.01910(13)
128mキセノン2787.2(3) keV83(2) nsそれ128キセノン8−
129キセノン[n 12]5475128.9047808574(54)安定した1/2以上0.26401(138)
129mキセノン236.14(3) keV8.88(2) dそれ129キセノン11/2−
130キセノン5476129.903509346(10)安定した0歳以上0.04071(22)
131キセノン[n 13]5477130.9050841281(55)安定した3/2以上0.21232(51)
131m Xe [n 13]163.930(8) keV11.948(12) dそれ131キセノン11/2−
132キセノン[n 13]5478131.9041550835(54)安定した0歳以上0.26909(55)
132mキセノン2752.21(17) keV8.39(11)ミリ秒それ132キセノン（10歳以上）
133キセノン[n 13] [n 14]5479132.9059107(26)5.2474(5) dβ −133セシウム3/2以上
133m1キセノン[n 13]233.221(15) keV2.198(13) dそれ133キセノン11/2−
133m2キセ2147(20)# keV8.64(13)ミリ秒それ133キセノン（23/2+）
134キセノン[n 13]5480133.905393030(6)観測的に安定している[n 15]0歳以上0.10436(35)
134m1キセノン1965.5(5) keV290(17)ミリ秒それ134キセノン7−
134m2キセ3025.2(15) keV5(1) μsそれ134キセノン（10歳以上）
135キセノン[n 16]5481134.9072314(39)9.14(2) 時間β −135セシウム3/2以上
135mキセノン[n 13]526.551(13) keV15.29(5)分IT（99.70％）135キセノン11/2−
β − (0.30%)135セシウム
136キセノン[n 13] [n 10]5482135.907214474(7)2.18(5) × 1021 歳β − β −136バ0歳以上0.08857(72)
136mキセノン1891.74(7) keV2.92(3) μsそれ136キセノン6歳以上
137キセノン5483136.91155777(11)3.818(13)分β −137セシウム7月2日
138キセノン5484137.9141463(30)14.14(7)分β −138セシウム0歳以上
139キセノン5485138.9187922(23)39.68(14)秒β −139セシウム3/2−
140キセノン5486139.9216458(25)13.60(10)秒β −140 Cs0歳以上
141キセノン5487140.9267872(31)1.73(1)秒β −（99.96％）141セシウム5/2−
β − , n (0.044%)140 Cs
142キセノン5488141.9299731(29)1.23(2)秒β −（99.63％）142セシウム0歳以上
β − , n (0.37%)141セシウム
143キセノン5489142.9353696(50)511(6) ミリ秒β − (99.00%)143セシウム5/2−
β − , n (1.00%)142セシウム
144キセノン5490143.9389451(57)0.388(7)秒β −（97.0％）144セシウム0歳以上
β −、n (3.0%)143セシウム
145キセノン5491144.944720(12)188(4)ミリ秒β −（95.0％）145セシウム3/2−#
β −、n (5.0%)144セシウム
146キセノン5492145.948518(26)146(6) ミリ秒β −146セシウム0歳以上
β −、n (6.9%)145セシウム
147キセノン5493146.95448(22)#88(14)ミリ秒β −（>92％）147セシウム3/2−#
β −、n (<8%)146セシウム
148キセノン5494147.95851(32)#85(15)ミリ秒β −148セシウム0歳以上
149キセノン5495148.96457(32)#50# ミリ秒
[>550 ミリ秒]		3/2−#
150キセノン5496149.96888(32)#40# ミリ秒
[>550 ナノ秒]		0歳以上
この表のヘッダーとフッター:
  1. ^ m Xe – 励起核異性体。
  2. ^ ( ) – 不確実性 (1 σ ) は、対応する最後の数字の後の括弧内に簡潔に示されます。
  3. ^ # – 原子質量は # でマークされています。値と不確実性は純粋な実験データからではなく、少なくとも部分的に質量表面 (TMS) の傾向から導き出されています。
  4. ^ 大胆な半減期 – ほぼ安定しており、半減期は宇宙の年齢よりも長い。
  5. ^ 崩壊のモード:
    EC:電子捕獲


    それ：異性体転移
    名前:中性子放出
  6. ^ 太字の記号は娘製品です – 娘製品は安定しています。
  7. ^ ( ) スピン値 – 弱い割り当て引数を持つスピンを示します。
  8. ^ # – # でマークされた値は、純粋に実験データから導き出されたものではなく、少なくとも部分的には近隣核種 (TNN) の傾向から導き出されたものです。
  9. ^ 陽子と中性子の数が等しい、最も重い既知の同位体
  10. ^ ab 原始 放射性核種
  11. ^ 理論的には2ECで126 Teまで崩壊する可能性がある
  12. ^ 地下水の放射年代測定法や太陽系の歴史における特定の出来事を推測するために使用される
  13. ^ abcdefgh 核分裂生成物
  14. ^ 医療用途あり
  15. ^ 理論的にはβ − β −崩壊により134 Baに半減期が 10 分を超える可能性がある。2.8 × 10 22年[6]
  16. ^ 原子力発電所で生成される最も強力な中性子吸収体。ヨウ素135の崩壊生成物として生成される。ヨウ素135自身も核分裂生成物であるテルル135の崩壊生成物である。通常、高中性子束環境では中性子を吸収してキセノン136になる。詳細についてはヨウ素ピットを参照。
  • 同位体組成は空気中のものを指します。

キセノン124

キセノン124はキセノンの同位体であり、非常に長い半減期を持つテルル124への二重電子捕獲を受ける。1.1 × 10 22年で、宇宙の年齢より約12桁も長い。この崩壊は2019年にXENON1T検出器で観測され、これまで直接観測された中で最も遅い崩壊である。 [12]（他の原子核のさらに遅い崩壊も測定されているが、直接観測するのではなく、数十億年かけて蓄積された崩壊生成物を検出することで測定されている。[13]）

キセノン129

吸入Xe-129を用いたMRIでは、時間の経過とともに換気が改善していることが示されています[14]。H（グレースケール）+129Xe MRI（シアン）スライス、0日目、28日目、1年後、2.5年後の追跡調査、抗IL-5Rα（ベンラリズマブ）治療好酸球性喘息

キセノン 129は、肺機能の評価やキセノン NMR による肺の画像化のために吸入される安定した核種です(画像を参照)。

キセノン133

キセノン133はキセノンの放射性同位体であり、ベータ崩壊して安定なセシウム133（半減期5.2474日）に変化します。Xeneisol（ATCコードV09EX03（WHO））という商品名で医薬品として販売されており、吸入する ことで肺機能の評価や肺の画像化に用いられます。[15]また、特に脳の血流を画像化するためにも用いられます。[16] 133 Xeはウラン235の核分裂によって生成される核分裂生成物です。[17]一部の原子力発電所から少量が大気中に放出されています。[18]

キセノン135

キセノン135は、ウランの核分裂生成物として生成されるキセノンの放射性同位体です。半減期は9.14時間で、中性子を吸収する核毒物として知られているものの中で最も強力です（中性子吸収断面積は約200万バーン[19]）。核分裂によるキセノン135の総収率は、中性子捕獲による損失を考慮に入れない場合、6.3%です。キセノン135は原子炉の運転に大きな影響を与えます（キセノンピット）。一部の原子力発電所では少量が大気中に放出されています。[18]

キセノン136

キセノン136はキセノンの同位体であり、非常に長い半減期を持つバリウム136への二重ベータ崩壊を起こす。2.18 × 10 21年、つまり宇宙の年齢より約11桁も長い。これは、ニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊を探索する濃縮キセノン観測衛星実験で使用されている。

参照

キセノン以外の子製品

参考文献

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