El xenón natural ( 54 Xe) consta de siete isótopos estables y dos isótopos de vida muy larga. Se ha observado captura de doble electrón en 124 Xe (vida media 1.8 ± 0.5 (stat) ± 0.1 (sys) × 1022 años) [1] ydoble desintegración betaen136Xe (vida media2,165 ± 0,016 (stat) ± 0,059 (sys) × 1021 años), [2] que se encuentran entre las vidas medias medidas más largas de todos los nucleidos.También se predice que losisótopos126Xe y134Xe sufrirán una desintegración beta doble, [5] pero esto nunca se ha observado en estos isótopos, por lo que se considera que son estables. [6] [7] Más allá de estas formas estables,se han estudiado32isótopos inestablesartificialesy varios isómeros, el más longevo de los cuales es127Xe con unavida mediade 36,345 días. Todos los demás isótopos tienen vidas medias de menos de 12 días, la mayoría de menos de 20 horas. El isótopo de vida más corta,108Xe, [8]tiene una vida media de 58 μs y es el nucleido más pesado conocido con igual número de protones y neutrones. De los isómeros conocidos, el más longevo es 131m Xe con una vida media de 11,934 días. El 129 Xe se produce por la desintegración beta del 129 I ( vida media : 16 millones de años); 131m Xe, 133 Xe, 133m Xe y 135 Xe son algunos de los productos de fisión de 235 U y 239 Pu , por lo que se utilizan como indicadores de explosiones nucleares .
El isótopo artificial 135 Xe tiene una importancia considerable en el funcionamiento de los reactores de fisión nuclear . 135 Xe tiene una sección transversal enorme para neutrones térmicos , 2,65 × 10 6 graneros , por lo que actúa como un absorbente de neutrones o " veneno " que puede ralentizar o detener la reacción en cadena después de un período de funcionamiento. Esto fue descubierto en los primeros reactores nucleares construidos por el Proyecto Manhattan estadounidense para la producción de plutonio . Debido a este efecto, los diseñadores deben tomar medidas para aumentar lareactividad (el número de neutrones por fisión que pasan a la fisión de otros átomos del combustible nuclear) sobre el valor inicial necesario para iniciar la reacción en cadena.
También se encuentran concentraciones relativamente altas de isótopos de xenón radiactivo que emanan de los reactores nucleares debido a la liberación de este gas de fisión de las barras de combustible agrietadas o la fisión del uranio en el agua de refrigeración. [ cita requerida ] Las concentraciones de estos isótopos todavía son generalmente bajas en comparación con el gas noble radiactivo natural 222 Rn .
Debido a que el xenón es un trazador de dos isótopos progenitores , las proporciones de isótopos Xe en los meteoritos son una herramienta poderosa para estudiar la formación del sistema solar . El método de datación I-Xe da el tiempo transcurrido entre la nucleosíntesis y la condensación de un objeto sólido de la nebulosa solar (siendo el xenón un gas, solo la parte que se formó después de la condensación estará presente dentro del objeto). Los isótopos de xenón también son una herramienta poderosa para comprender la diferenciación terrestre . Exceso de 129 Xe encontrado en gases de pozo de dióxido de carbono de Nuevo Méxicose creía que provenía de la descomposición de los gases derivados del manto poco después de la formación de la Tierra. [9]
El xenón-124 es un isótopo del xenón que se somete a la captura de dos electrones al telurio -124 con una vida media muy larga de1.8 × 10 22 años, más de 12 órdenes de magnitud más largo que la edad del universo ((13.799 ± 0.021) × 10 9 años ). Dichas desintegraciones se han observado en el detector XENON1T en 2019 y son los procesos más raros jamás observados directamente. [10] (Se han medido desintegraciones incluso más lentas de otros núcleos, pero detectando productos de desintegración que se han acumulado durante miles de millones de años en lugar de observarlos directamente. [11] )
El xenón-133 (vendido como fármaco bajo la marca Xeneisol , código ATC V09EX03 ( OMS )) es un isótopo del xenón. Es un radionúclido que se inhala para evaluar la función pulmonar y obtener imágenes de los pulmones . [12] También se usa para obtener imágenes del flujo sanguíneo, particularmente en el cerebro . [13] 133 Xe también es un producto de fisión importante . [ cita requerida ] Es descargado a la atmósfera en pequeñas cantidades por algunas plantas de energía nuclear. [14]