キセノンの同位体

キセノン （54 Xe）の同位体
主な同位体[1]崩壊
同位体存在比半減期 （t 1/2）モード製品
124 Xe0.095%1.1 × 10 22 年[2]εε124 Te
125 Xe合成16.87 hβ +125 I
126 Xe0.089 %安定
127 Xe合成36.342 dε127 I
128 Xe1.91%安定
129 Xe26.4%安定
130 Xe4.07%安定
131 Xe21.2%安定
132 Xe26.9%安定
133 Xe合成5.2474 dβ -133 Cs
134 Xe10.4%安定
135 Xe合成9.14時間β -135 Cs
136 Xe8.86%2.18 × 10 21 年β − β −136 Ba
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、9つの同位体で構成されています。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です。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 years),[2] and double beta decay in 136Xe (half-life 2.18 ×1021 years), which are among the longest measured half-lives of all nuclides. The isotopes 126Xe and 134Xe are also predicted to undergo double beta decay, but they are considered to be stable until the decay processes are actually observed.[5][6] Artificial unstable isotopes have been prepared from 108Xe to 150Xe, the longest-lived of which is 127Xe with a half-life of 36.342 days. All other nuclides have half-lives less than 12 days, most less than one hour. The shortest-lived isotope, 108Xe,[7] has a half-life of 58 μs, and is the heaviest known nuclide with equal numbers of protons and neutrons. Of known isomers, the longest-lived is 131mXe with a half-life of 11.95 days, the second longest of all xenon's nuclides.

129Xe is produced by beta decay of natural or artificial 129I (half-life 16.1 million years); 131mXe, 133Xe, 133mXe, and 135Xe are some of the fission products of both 235U and 239Pu, so are used as indicators of nuclear explosions.

The artificial isotope 135Xe is of considerable significance in the operation of nuclear fission reactors. 135Xe has a huge cross section for thermal neutrons, 2.65 million barns, so it acts as a neutron absorber or "poison" that can slow or stop the chain reaction after a period of operation. This was discovered in the earliest nuclear reactors built by the American Manhattan Project for plutonium production. Because of this effect, designers must make provisions to increase the reactor's reactivity (the number of neutrons per fission that go on to fission other atoms of nuclear fuel) over the initial value needed to start the chain reaction. For the same reason, the xenon fission products produced in a nuclear explosion and a power plant differ significantly as a large share of 135
Xe will absorb neutrons in a steady state reactor, while in a bomb it can be assumed that none of the 135
I will have had time to decay to xenon before the explosion disperses it, removing it from the neutron radiation.

Relatively high concentrations of radioactive xenon isotopes are also found emanating from nuclear reactors due to the release of this fission gas from cracked fuel rods or fissioning of uranium in cooling water.[citation needed] The concentrations of these isotopes are still usually low compared to the naturally occurring radioactive noble gas 222Rn.

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ための強力なツールです。I -Xe年代測定法は、元素合成から太陽系星雲からの固体天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天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戸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よるもの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]

同位体一覧

核種
[n 1]		ZN同位体質量 （Da）[10] [n 2] [n 3]
半減期[1]
[n 4]		崩壊
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）
励起エネルギー標準比[1]変動範囲
108 Xe [n 9]5454107.95423(41)72(35) μsα104 Te0+
109 Xe5455108.95076(32)# [11]13(2) msα105 Te(7/2+)
110 Xe5456109.94426(11)93(3) msα (64%)106 Te0+
β + (36%)110 I
111 Xe5457110.941460(64) [11]740(200) msβ + (89.6%)111 I5/2+#
α (10.4%)107 Te
112 Xe5458111.9355591(89)2.7(8)秒β + (98.8%)112 I0+
α (1.2%)108 Te
113 Xe5459112.9332217(73)2.74(8)秒β + (92.98%)113 I5/2+#
β + , p (7%)112 Te
α (?%)109 Te
β + , α (~0.007%)109 Sb
113m Xe403.6(14) keV6.9(3) μsIT113 Xe(11/2-)
114 Xe5460113.927980(12)10.0(4)秒β +114ヨウ素0+
115キセノン5461114.926294(13)18(3)秒β + (99.66%)115ヨウ素(5/2+)
β + , p (0.34%)114テルル
116キセノン5462115.921581(14)59(2)秒β +116ヨウ素0+
117キセノン5463116.920359(11)61(2)秒β +117ヨウ素5/2+
β + , p (0.0029%)116テルル
118キセノン5464117.916179(11)3.8(9)分β +118ヨウ素0+
119キセノン5465118.915411(11)5.8(3)分β + (79%)119ヨウ素5/2+
EC (21%)119ヨウ素
120キセノン5466119.911784(13)46.0(6)分β +120ヨウ素0+
121 Xe5467120.911453(11)40.1(20)分β +121 I5/2+
122 Xe5468121.908368(12)20.1(1)時間EC122 I0+
123 Xe5469122.908482(10)2.08(2)時間β +123 I1/2+
123m Xe185.18(11) keV5.49(26) μsIT123 Xe7/2−
124 Xe [n 10]5470123.9058852(15)1.1(2) × 1022  y[2]二重EC124 Te0+9.5(5)×10 -4
125 Xe5471124.9063876(15)16.87(8) hEC / β +125 I1/2+
125m1 Xe252.61(14) keV56.9(9) sIT125 Xe9/2-
125m2 Xe295.89(15) keV0.14(3) μsIT125 Xe7/2+
126 Xe5472125.904297422(6)観測的に安定[n 11]0+8.9(3)×10 -4
127 Xe5473126.9051836(44)36.342(3) dEC127 I1/2+
127mキセノン297.10(8) keV69.2(9) 秒IT127 Xe9/2-
128 Xe5474127.9035307534(56)安定0+0.01910(13)
128m Xe2787.2(3) keV83(2) nsIT128 Xe8−
129 Xe [n = 12]5475128.9047808574(54)安定1/2+0.26401(138)
129m Xe236.14(3) keV8.88(2) dIT129 Xe11/2−
130 Xe5476129.903509346(10)安定0+0.04071(22)
131 Xe [n 13]5477130.9050841281(55)安定3/2+0.21232(51)
131m Xe [n 13]163.930(8) keV11.948(12) dIT131 Xe11/2−
132 Xe [n 13]5478131.9041550835(54)安定0+0.26909(55)
132m Xe2752.21(17) keV8.39(11) msIT132 Xe(10+)
133 Xe [n 13] [n 14]5479132.9059107(26)5.2474(5) dβ -133 Cs3/2+
133m1 Xe [n 13]233.221(15) keV2.198(13) dIT133 Xe11/2−
133m2キセノン2147(20)# keV8.64(13) msIT133 Xe(23/2+)
134 Xe [n 13]5480133.905393030(6)観測的に安定[n 15]0+0.10436(35)
134m1 Xe1965.5(5) keV290(17) msIT134 Xe7−
134m2 Xe3025.2(15) keV5(1) μsIT134 Xe(10+)
135 Xe [n 16]5481134.9072314(39)9.14(2) hβ -135 Cs3/2+
135m Xe [n 13]526.551(13) keV15.29(5) 分IT (99.70%)135 Xe11/2−
β - (0.30%)135 Cs
136 Xe [n 13] [n 10]5482135.907214474(7)2.18(5) × 1021  yβ − β −136 Ba0+0.08857(72)
136m Xe1891.74(7) keV2.92(3) μsIT136 Xe6+
137 Xe5483136.91155777(11)3.818(13) 分β -137 Cs7/2−
138キセノン5484137.9141463(30)14.14(7) 分β -138セシウム0+
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セシウム0+
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セシウム
142キセノン5488141.9299731(29)1.23(2) 秒β − (99.63%)142セシウム0+
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+
β − , n (3.0%)143セシウム
145キセノン5491144.944720(12)188(4) msβ − (95.0%)145 Cs3/2−#
β − , n (5.0%)144セシウム
146 Xe5492145.948518(26)146(6) msβ -146 Cs0+
β − , n (6.9%)145 Cs
147 Xe5493146.95448(22)#88(14) msβ − (>92%)147 Cs3/2−#
β − , n (<8%)146 Cs
148 Xe5494147.95851(32)#85(15) msβ -148 Cs0+
149 Xe5495148.96457(32)#50# ms
[>550 ms]		3/2−#
150 Xe5496149.96888(32)#40# ms
[>550 ns]		0+
この表のヘッダーとフッター：
  1. ^ m Xe – 励起核異性体
  2. ^ ( ) – 不確かさ（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ています。
  3. ^ # – #でマークされた原子質量：値と不確かさは、純粋に実験データからではなく、少なくとも部分的には質量面（TMS）の傾向から導出されています。
  4. ^ 太字の半減期 – ほぼ安定しており、半減期は宇宙の年齢よりも長い。
  5. ^ 崩壊モード：
    EC：電子捕獲


    IT：異性体遷移
    n：中性子放出
  6. ^ 太字の記号は娘核種 – 娘核種は安定しています。
  7. ^ ( ) スピン値 – 弱い帰属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出されたものではなく、少なくとも部分的には隣接核種（TNN）の傾向から導出されています。
  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 始原 放射性核種
  11. ^ 理論的には2EC崩壊して126 Teになる可能性がある
  12. ^地下水の 放射性年代測定法や太陽系の歴史における特定の出来事の推測に用いられる
  13. ^abcdefgh 生成物
  14. ^ 医療用途がある
  15. ^ 理論的にはβ - β-崩壊により134 Baに半減期が2.8×10^22年以上続く可能性がある2.8 × 10^ 22年[6]
  16. ^ 原子力発電所で135 Iの崩壊生成物として生成される、最も強力な中性子吸収体。I自身も核分裂生成物である135 Teの崩壊生成物である。通常、高中性子束環境で中性子を吸収して136 Xe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参照。

キセノン124

キセノン124はキセノンの同位体であり、非常に長い半減期でテルル124に二重電子捕獲される1.1 × 10^ 22年は、宇宙の年齢よりも約12桁長い。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す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）治療後の好酸球性喘息

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、ベータ崩壊して安定したセシウム133となり、半減期は5.2474日です。Xeneisol （ATCコード V09EX03（WHO））というブランド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、特に脳内の血流の画像化にも使用されます。[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、中性子吸収断面積が約200万バーン[19]と、既知の中性子吸収核毒物の中で最も強力です。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しない場合、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、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キセノンの同位体です2.18 × 10 ^ 21年。これは宇宙の年齢より約11桁長い。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ための濃縮キセノン観測実験で使用されている。

参照

キセノン以外の娘核生成物

参考文献

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