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 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]

1. ^ ^{a b} "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. ^ ^{a b} 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.