Isótopos de xenônio
O xenônio de ocorrência natural ( 54 Xe) consiste em sete isótopos estáveis e dois isótopos de vida muito longa. A captura dupla de elétrons foi observada no 124 Xe (meia-vida 1.8 ± 0.5(stat) ± 0.1(sys) ×107001220000000000000♠22 anos ) e decaimento beta duplo em 136 Xe (meia-vida 2.165 ± 0.016(stat) ± 0.059(sys) ×107001210000000000000♠21 anos ), [1] que estão entre as meias-vidas medidas mais longas de todos os nuclídeos. Prevê-se também que os isótopos 126 Xe e 134 Xe sofram decaimento beta duplo, [2] mas isso nunca foi observado nesses isótopos, portanto eles são considerados estáveis. [3] [4] Além dessas formas estáveis, foram estudados 32 isótopos artificiais instáveis e vários isômeros, sendo o de vida mais longa o 127 Xe com meia-vida de 36,345 dias. Todos os outros isótopos têm meia-vida inferior a 12 dias, a maioria inferior a 20 horas. O isótopo de vida mais curta, 108 Xe, [5] tem meia-vida de 58 μs, e é o nuclídeo mais pesado conhecido com números iguais de prótons e nêutrons. Dos isômeros conhecidos, o de vida mais longa é o 131m Xe, com meia-vida de 11.934 dias. 129 Xe é produzido pelo decaimento beta do 129 I ( meia-vida : 16 milhões de anos); 131m Xe, 133 Xe, 133m Xe e 135 Xe são alguns dos produtos de fissão do 235 U e do 239 Pu, portanto são usados como indicadores de explosões nucleares .
O isótopo artificial <sup>135</sup> Xe é de considerável importância na operação de reatores de fissão nuclear . 135 Xe tem uma enorme seção transversal para nêutrons térmicos, 2,65×10 6 celeiros, portanto atua como um absorvedor de nêutrons ou “ veneno ” que pode retardar ou interromper a reação em cadeia após um período de operação. Isto foi descoberto nos primeiros reatores nucleares construídos pelo Projeto Americano Manhattan para a produção de plutônio . Devido a este efeito, os projetistas devem tomar providências para aumentar a reatividade do reator (o número de nêutrons por fissão que fissionam outros átomos do combustível nuclear) acima do valor inicial necessário para iniciar a reação em cadeia. Por essa mesma razão, os produtos de fissão produzidos em uma explosão nuclear e em uma usina de energia diferem significativamente, pois uma grande parte do 135 Xe irá absorver nêutrons em um reator em estado estacionário, enquanto basicamente nenhum dos 135 I terá tido tempo para decair para xenônio antes que a explosão da bomba o remova da radiação de nêutrons .
Concentrações relativamente altas de isótopos radioativos de xenônio também são encontradas em reatores nucleares devido à liberação desse gás de fissão de barras de combustível quebradas ou à fissão de urânio na água de resfriamento. [ <span title="This claim needs references to reliable sources. (April 2017)">carece de fontes</span> ] As concentrações desses isótopos ainda são geralmente baixas em comparação com o gás nobre radioativo natural <sup>222</sup> Rn .
Dado que o xénon é um traçador de dois isótopos parentais, as razões isotópicas de Xe em meteoritos são uma ferramenta poderosa para estudar a formação do Sistema Solar . O método de datação I-Xe fornece o tempo decorrido entre a nucleossíntese e a condensação de um objeto sólido da nebulosa solar (sendo o xenônio um gás, apenas a parte dele que se formou após a condensação estará presente dentro do objeto). Os isótopos de xenônio também são uma ferramenta poderosa para a compreensão da diferenciação terrestre . Acredita-se que o excesso de 129 Xe encontrado nos gases de poços de dióxido de carbono do Novo México seja proveniente da decomposição de gases derivados do manto logo após a formação da Terra. [6] Foi sugerido que a composição isotópica do xenônio atmosférico flutuou antes do GOE antes de se estabilizar, talvez como resultado do aumento do O 2 atmosférico. [7]
Xenônio-124
O xenônio-124 é um isótopo de xenônio que sofre dupla captura de elétrons para telúrio -124 com uma meia-vida muito longa de 7000180000000000000♠1.8 anos, mais de 12 ordens de magnitude a mais que a idade do universo ( 7008435463322400000♠13.799±0.021 years ). Tais decaimentos foram observados no detector XENON1T em 2019 e são os processos mais raros já observados diretamente. [8] (Decaimentos ainda mais lentos de outros núcleos foram medidos, mas detectando produtos de decaimento que se acumularam ao longo de bilhões de anos, em vez de observá-los diretamente. [9] )
Xenon-133
O xenônio-133 (vendido como medicamento sob a marca Xeneisol, código ATC V09EX03 ) é um isótopo de xenônio. É um radionuclídeo inalado para avaliar a função pulmonar e para obter imagens dos pulmões . [10] Também é usado para visualizar o fluxo sanguíneo, principalmente no cérebro . [11] 133 Xe também é um importante produto de fissão . [ <span title="This claim needs references to reliable sources. (October 2012)">citação necessária</span> ] É lançado na atmosfera em pequenas quantidades por algumas usinas nucleares. [12]
Xenônio-135
O xenônio-135 é um isótopo radioativo produzido como produto da fissão do urânio. Tem meia-vida de cerca de 9,2 horas e é o mais poderoso veneno nuclear de absorção de nêutrons conhecido (tendo uma seção transversal de absorção de nêutrons de 2 milhões de celeiros [13] ). O rendimento geral de xenônio-135 da fissão é de 6,3%, embora a maior parte resulte do decaimento radioativo do telúrio-135 e do iodo-135 produzidos pela fissão. O Xe-135 exerce um efeito significativo na operação do reator nuclear ( poço de xenônio ). É descarregado na atmosfera em pequenas quantidades por algumas usinas nucleares. [12]
Xenônio-136
O xenônio-136 é um isótopo que sofre decaimento beta duplo para bário -136 com uma meia-vida muito longa de 7000211000000000000♠2.11 anos, mais de 10 ordens de magnitude a mais que a idade do universo ( 7008435463322400000♠13.799±0.021 years ). Ele está sendo usado no experimento <i>Enriched Xenon Observatory</i> para procurar decaimento beta duplo sem neutrinos .
Referências
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