Anexo:Isótopos de xenón

Anexo:Isótopos de xenón: El xenón (Xe) posee nueve isótopos estables. Se ha predicho que los isótopos ¹²⁴Xe, ¹²⁶Xe, ¹³⁴Xe y ¹³⁶Xe sufren doble desintegración beta pero nunca ha sido observada, de manera que se consideran isótopos estables.^[1] ^[2] El xenón es el segundo elemento químico con mayor número de isótopos estables, por detrás del estaño que posee diez.^[3] Aparte de estos isótopos estables, se han identificado más de cuarenta isótopos inestables e isómeros nucleares, de los cuales el ¹²⁷Xe es el de mayor período de semidesintegración (36,345 días). De los isómeros nucleares conocidos del xenón, el de mayor período de semidesintegración es el ^131mXe (11,934 días). El ¹²⁹Xe se produce por desintegración beta del ¹²⁹I (período de semidesintegración: 16 millones de años). Los isótopos ^131mXe, ¹³³Xe, ^133mXe y ¹³⁵Xe son algunos de los productos de fisión del ²³⁵U y del ²³⁹Pu, por lo que pueden emplearse como indicadores de explosiones nucleares.

El isótopo artificial ¹³⁵Xe ejerce un papel importante en la operatividad de los reactores de fisión nuclear. Este isótopo posee una sección eficaz grande para neutrones térmicos (2,65·10⁶ b), por lo que actúa como absorbente de neutrones o "veneno" capaz de ralentizar o detener la reacción en cadena tras un cierto período de funcionamiento. Este comportamiento fue descubierto durante el análisis del funcionamiento de los primeros reactores nucleares construidos en el Proyecto Manhattan para la producción de plutonio. El desarrollo de los reactores nucleares de fisión ha permitido introducir mejoras en su diseño que aumenten su reactividad y eviten la ralentización producida por el ¹³⁵Xe.

Las barras de [Combustible nuclear|combustible]] de los reactores nucleares pueden emitir gases de fisión en los que se suelen encontrar concentraciones relativamente altas de isótopos radiactivos de xenón. Estos gases también pueden producirse como consecuencia de la fisión del uranio en el agua de refrigeración de los reactores nucleares. Las concentraciones de estos radioisótopos son relativamente bajas comparadas con las concentraciones naturales de otros radioisótopos de los gases nobles, como el ²²²Rn.

Algunos isótopos del xenón se emplean como marcadores para detectar la presencia de otros isótopos relacionados con ellos. Por este motivo, el análisis isotópico de xenón en los meteoritos supone una interesante herramienta para el estudio de la formación del sistema solar. El método I-Xe de datación permite calcular el lapso de tiempo transcurrido entre la nucleosíntesis y la condensación de un objeto sólido en la nebulosa solar. El xenón, por ser un gas en condiciones normales, se encontrará presente dentro del sólido siempre que se forme después de la condensación. El estudio de los isótopos del xenón son una herramienta útil para la comprensión de la diferenciación terrestre. Se ha detectado un exceso de ¹²⁹Xe en gases emanados de pozos en Nuevo Méjico que se cree que proceden de la desintegración de los gases procedentes del manto terrestre generado durante la formación del planeta.^[4]

Contenido

1 Xenón-133

2 Xenón-135

3 Tabla de isótopos

3.1 Notas

4 Referencias

Xenón-133

El xenón-133 (¹³³Xe, nombre comercial Xeneisol) es un isótopo del xenón. Se trata de un radionúclido que puede ser inhalado con fines médicos para evaluar la función respiratoria y para obtener imágenes de los pulmones. También se usa con frecuencia para monitorizar el flujo sanguíneo, particularmente en el cerebro. Este isótopo es un importante producto de fisión.

Xenón-135

Artículo principal: Xenón-135

Tabla de isótopos

Símbolo
del
isótopo Z(p) N(n)
Masa del isótopo<brZ>(u) Período de
semidesintegración Desintegración^[5] ^{[n 1]} Isótopo
generado^{[n 2]} Espín
nuclear Composición
isotópica
representativa
(fracción molar) Rango de variación
natural
(fracción molar)

Energía de excitación

¹¹⁰Xe 54 56 109.94428(14) 310(190) ms
[105(+35-25) ms] β⁺ ¹¹⁰I 0+

α ¹⁰⁶Te

¹¹¹Xe 54 57 110.94160(33)# 740(200) ms β⁺ (90%) ¹¹¹I 5/2+#

α (10%) ¹⁰⁷Te

¹¹²Xe 54 58 111.93562(11) 2.7(8) s β⁺ (99.1%) ¹¹²I 0+

α (.09%) ¹⁰⁸Te

¹¹³Xe 54 59 112.93334(9) 2.74(8) s β⁺ (92.98%) ¹¹³I (5/2+)#

β⁺, p (7%) ¹¹²Te

α (.011%) ¹⁰⁹Te

β⁺, α (.007%) ¹⁰⁹Sb

¹¹⁴Xe 54 60 113.927980(12) 10.0(4) s β⁺ ¹¹⁴I 0+

¹¹⁵Xe 54 61 114.926294(13) 18(4) s β⁺ (99.65%) ¹¹⁵I (5/2+)

β⁺, p (.34%) ¹¹⁴Te

β⁺, α (3×10⁻⁴%) ¹¹¹Sb

¹¹⁶Xe 54 62 115.921581(14) 59(2) s β⁺ ¹¹⁶I 0+

¹¹⁷Xe 54 63 116.920359(11) 61(2) s β⁺ (99.99%) ¹¹⁷I 5/2(+)

β⁺, p (.0029%) ¹¹⁶Te

¹¹⁸Xe 54 64 117.916179(11) 3.8(9) min β⁺ ¹¹⁸I 0+

¹¹⁹Xe 54 65 118.915411(11) 5.8(3) min β⁺ ¹¹⁹I 5/2(+)

¹²⁰Xe 54 66 119.911784(13) 40(1) min β⁺ ¹²⁰I 0+

¹²¹Xe 54 67 120.911462(12) 40.1(20) min β⁺ ¹²¹I (5/2+)

¹²²Xe 54 68 121.908368(12) 20.1(1) h β⁺ ¹²²I 0+

¹²³Xe 54 69 122.908482(10) 2.08(2) h EC ¹²³I 1/2+

^123mXe 185.18(22) keV 5.49(26) µs 7/2(-)

¹²⁴Xe 54 70 123.905893(2) Estable^{[n 3]} 0+ 9.52(3)×10⁻⁴

¹²⁵Xe 54 71 124.9063955(20) 16.9(2) h β⁺ ¹²⁵I 1/2(+)

^125m1Xe 252.60(14) keV 56.9(9) s IT ¹²⁵Xe 9/2(-)

^125m2Xe 295.86(15) keV 0.14(3) µs 7/2(+)

¹²⁶Xe 54 72 125.904274(7) Estable^{[n 4]} 0+ 8.90(2)×10⁻⁴

¹²⁷Xe 54 73 126.905184(4) 36.345(3) d EC ¹²⁷I 1/2+

^127mXe 297.10(8) keV 69.2(9) s IT ¹²⁷Xe 9/2-

¹²⁸Xe 54 74 127.9035313(15) Estable^{[n 5]} 0+ 0.019102(8)

¹²⁹Xe^{[n 6]} 54 75 128.9047794(8) Estable^{[n 5]} 1/2+ 0.264006(82)

^129mXe 236.14(3) keV 8.88(2) d IT ¹²⁹Xe 11/2-

¹³⁰Xe 54 76 129.9035080(8) Estable^{[n 5]} 0+ 0.040710(13)

¹³¹Xe^{[n 7]} 54 77 130.9050824(10) Estable^{[n 5]} 3/2+ 0.212324(30)

^131mXe 163.930(8) keV 11.934(21) d IT ¹³¹Xe 11/2-

¹³²Xe^{[n 7]} 54 78 131.9041535(10) Estable^{[n 5]} 0+ 0.269086(33)

^132mXe 2752.27(17) keV 8.39(11) ms IT ¹³²Xe (10+)

¹³³Xe^{[n 8]} ^{[n 7]} 54 79 132.9059107(26) 5.2475(5) d β^- ¹³³Cs 3/2+

^133mXe 233.221(18) keV 2.19(1) d IT ¹³³Xe 11/2-

¹³⁴Xe^{[n 7]} 54 80 133.9053945(9) Estable^{[n 9]} 0+ 0.104357(21)

^134m1Xe 1965.5(5) keV 290(17) ms IT ¹³⁴Xe 7-

^134m2Xe 3025.2(15) keV 5(1) µs (10+)

¹³⁵Xe^{[n 10]} 54 81 134.907227(5) 9.14(2) h β^- ¹³⁵Cs 3/2+

^135mXe 526.551(13) keV 15.29(5) min IT (99.99%) ¹³⁵Xe 11/2-

β^- (.004%) ¹³⁵Cs

¹³⁶Xe 54 82 135.907219(8) Estable^{[n 11]} 0+ 0.088573(44)

^136mXe 1891.703(14) keV 2.95(9) µs 6+

¹³⁷Xe 54 83 136.911562(8) 3.818(13) min β^- ¹³⁷Cs 7/2-

¹³⁸Xe 54 84 137.91395(5) 14.08(8) min β^- ¹³⁸Cs 0+

¹³⁹Xe 54 85 138.918793(22) 39.68(14) s β^- ¹³⁹Cs 3/2-

¹⁴⁰Xe 54 86 139.92164(7) 13.60(10) s β^- ¹⁴⁰Cs 0+

¹⁴¹Xe 54 87 140.92665(10) 1.73(1) s β^- (99.45%) ¹⁴¹Cs 5/2(-#)

β^-, n (.043%) ¹⁴⁰Cs

¹⁴²Xe 54 88 141.92971(11) 1.22(2) s β^- (99.59%) ¹⁴²Cs 0+

β^-, n (.41%) ¹⁴¹Cs

¹⁴³Xe 54 89 142.93511(21)# 0.511(6) s β^- ¹⁴³Cs 5/2-

¹⁴⁴Xe 54 90 143.93851(32)# 0.388(7) s β^- ¹⁴⁴Cs 0+

β^-, n ¹⁴³Cs

¹⁴⁵Xe 54 91 144.94407(32)# 188(4) ms β^- ¹⁴⁵Cs (3/2-)#

¹⁴⁶Xe 54 92 145.94775(43)# 146(6) ms β^- ¹⁴⁶Cs 0+

¹⁴⁷Xe 54 93 146.95356(43)# 130(80) ms
[0.10(+10-5) s] β^- ¹⁴⁷Cs 3/2-#

β^-, n ¹⁴⁶Cs

↑ Abreviaturas:
CE: Captura electrónica
TI: Transición isomérica
p: Emisión de protones
n: Emisión de neutrones

↑ En negrita los isótopos estables

↑ Se sospecha que sufre desintegración β⁺β⁺ para dar ¹²⁴Te con un período de semidesintegración superior a los 48·10¹⁵ años

↑ Se sospecha que sufre una desintegración β⁺β⁺ para dar ¹²⁶Te

↑ ^a ^b ^c ^d ^e Teóricamente es capaz de sufrir fisión espontánea

↑ Se emplea en un método de datación radiométrica de aguas y para inferir ciertos eventos de la historia del Sistema Solar

↑ ^a ^b ^c ^d Producto de fisión

↑ Posee aplicaciones médicas

↑ Se sospecha que sufre desintegración β^-β^- para dar ¹³⁴Ba con un período de semidesintegración superior a 11·10¹⁵ años

↑ Es el absorbente de neutrones más potente que se conoce, se genera en centrales nucleares como producto de desintegración del ¹³⁵I, que a su vez es un producto de desintegración del ¹³⁵Te, un producto de fisión. Normalmente absorbe neutrones en entornos de alto flujo neutrónico para generar ¹³⁶Xe; para más información ver pozo de yodo.

↑ Se sospecha que sufre desintegración β^-β^- para dar ¹³⁶Ba con un período de semidesintegración superior a 10²² años

Notas

Las composiciones isotópicas están referidas al aire.

Se conocen muestras geológicamente excepcionales en las que la composición isotópica muestra valores que se encuentran fuera del rango habitual. Para dichas muestras, la incertidumbre en la masa atómica puede ser superior al valor indicado.

Los materiales disponibles comercialmente pueden estar sometidos a fraccionamientos isotópicos no especificados.

Los valores marcados con # no han sido deducidos enteramente de valores experimentales, sino que se ha recurrido también a extrapolaciones sistemáticas. Los valores de espín que fueron asignados basándose en argumentos débiles se indican entre paréntesis.

Las incertidumbres se expresan de forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes. Los valores de incertidumbre se denotan como una desviación estándar, excepto en la composición isotópica y en la masa atómica estandarizada de la IUPAC que emplean incertidumbres expandidas.

Referencias

↑ Lüscher, Roland (2006). Status of ββ-decay in Xenon. University of Sheffield.

↑ Barabash, A.S. (2002). «Average (recommended half-life values for two-neutrino double-beta decay». Czechoslovak Journal of Physics (University of Sheffield) 52 (4): pp. 567-573. http://www.springerlink.com/content/hcw5t65749e6y1ld/. Consultado el 5 de agosto de 2011.

↑ Rajam, J.B (1960). Atomic Physics (7ª edición edición). S. Chand and Co.. ISBN 812191809.

↑ Boulos, Mervet S.; Manuel, Oliver K. (1971). «The Xenon record of extinct radioactives in the Earth». Science 174 (4016): pp. 1334-1336. doi:10.1126/science.174.4016.1334. http://www.sciencemag.org/content/174/4016/1334. Consultado el 5 de agosto de 2011.

↑ European Atomic Energy Community (ed.): «Nucleonica». Consultado el 5 de agosto de 2011.

Masas isotópicas tomadas de Audi, G.; Wapstra, A. H.; Thibault, C. (2003). «The Ame2003 Atomic mass evaluation (II)». Nuclear Physics A 729: pp. 337-676. http://amdc.in2p3.fr/web/masseval.html. Consultado el 5 de agosto de 2011.

Composiciones isotópicas y masas atómicas estandarizadas tomadas de:

de Laeter, J. R.; Böhlke, J. K.; de Bièvre, P.; Hidaka, H.; Peiser, H. S.; Rosman, K. J. R.; Taylor, P. D. P. (2003). «Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 75 (6): pp. 683-800. doi:10.1351/pac200375060683. http://www.iupac.org/publications/pac/75/6/0683/pdf/. Consultado el 5 de agosto de 2011.

Wieser, M. E. (2006). «Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 78 (11): pp. 2051-2066. http://iupac.org/publications/pac/78/11/2051/pdf/. Consultado el 5 de agosto de 2011.

Datos de períodos de semidesintegración, espín e isómeros seleccionados de las siguientes fuentes:

Audi, G.; Wapstra, A. H.; Thibault, C.; Blachot, C.; Bersillon, O. (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: pp. 3-128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. http://www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf. Consultado el 5 de agosto de 2011.

Brookhaven National Laboratory (ed.): «National Nuclear Data Center». Consultado el 5 de agosto de 2011.

Holden, N. E.. «11». CRC Handbook of chemistry and physics (85ª edición edición). ISBN 978-0849304859.

Categorías:
Isótopos
Lista de Isótopos por elemento

Símbolo del isótopo	Z(p)	N(n)	Masa del isótopo<brZ>(u)	Período de semidesintegración	Desintegración^[5] ^{[n 1]}	Isótopo generado^{[n 2]}	Espín nuclear
Energía de excitación
¹¹⁰Xe	54	56	109.94428(14)	310(190) ms [105(+35-25) ms]	β⁺	¹¹⁰I	0+
α	¹⁰⁶Te
¹¹¹Xe	54	57	110.94160(33)#	740(200) ms	β⁺ (90%)	¹¹¹I	5/2+#
α (10%)	¹⁰⁷Te
¹¹²Xe	54	58	111.93562(11)	2.7(8) s	β⁺ (99.1%)	¹¹²I	0+
α (.09%)	¹⁰⁸Te
¹¹³Xe	54	59	112.93334(9)	2.74(8) s	β⁺ (92.98%)	¹¹³I	(5/2+)#
β⁺, p (7%)	¹¹²Te
α (.011%)	¹⁰⁹Te
β⁺, α (.007%)	¹⁰⁹Sb
¹¹⁴Xe	54	60	113.927980(12)	10.0(4) s	β⁺	¹¹⁴I	0+
¹¹⁵Xe	54	61	114.926294(13)	18(4) s	β⁺ (99.65%)	¹¹⁵I	(5/2+)
β⁺, p (.34%)	¹¹⁴Te
β⁺, α (3×10⁻⁴%)	¹¹¹Sb
¹¹⁶Xe	54	62	115.921581(14)	59(2) s	β⁺	¹¹⁶I	0+
¹¹⁷Xe	54	63	116.920359(11)	61(2) s	β⁺ (99.99%)	¹¹⁷I	5/2(+)
β⁺, p (.0029%)	¹¹⁶Te
¹¹⁸Xe	54	64	117.916179(11)	3.8(9) min	β⁺	¹¹⁸I	0+
¹¹⁹Xe	54	65	118.915411(11)	5.8(3) min	β⁺	¹¹⁹I	5/2(+)
¹²⁰Xe	54	66	119.911784(13)	40(1) min	β⁺	¹²⁰I	0+
¹²¹Xe	54	67	120.911462(12)	40.1(20) min	β⁺	¹²¹I	(5/2+)
¹²²Xe	54	68	121.908368(12)	20.1(1) h	β⁺	¹²²I	0+
¹²³Xe	54	69	122.908482(10)	2.08(2) h	EC	¹²³I	1/2+
^123mXe	185.18(22) keV	5.49(26) µs			7/2(-)
¹²⁴Xe	54	70	123.905893(2)	Estable^{[n 3]}	0+	9.52(3)×10⁻⁴
¹²⁵Xe	54	71	124.9063955(20)	16.9(2) h	β⁺	¹²⁵I	1/2(+)
^125m1Xe	252.60(14) keV	56.9(9) s	IT	¹²⁵Xe	9/2(-)
^125m2Xe	295.86(15) keV	0.14(3) µs			7/2(+)
¹²⁶Xe	54	72	125.904274(7)	Estable^{[n 4]}	0+	8.90(2)×10⁻⁴
¹²⁷Xe	54	73	126.905184(4)	36.345(3) d	EC	¹²⁷I	1/2+
^127mXe	297.10(8) keV	69.2(9) s	IT	¹²⁷Xe	9/2-
¹²⁸Xe	54	74	127.9035313(15)	Estable^{[n 5]}	0+	0.019102(8)
¹²⁹Xe^{[n 6]}	54	75	128.9047794(8)	Estable^{[n 5]}	1/2+	0.264006(82)
^129mXe	236.14(3) keV	8.88(2) d	IT	¹²⁹Xe	11/2-
¹³⁰Xe	54	76	129.9035080(8)	Estable^{[n 5]}	0+	0.040710(13)
¹³¹Xe^{[n 7]}	54	77	130.9050824(10)	Estable^{[n 5]}	3/2+	0.212324(30)
^131mXe	163.930(8) keV	11.934(21) d	IT	¹³¹Xe	11/2-
¹³²Xe^{[n 7]}	54	78	131.9041535(10)	Estable^{[n 5]}	0+	0.269086(33)
^132mXe	2752.27(17) keV	8.39(11) ms	IT	¹³²Xe	(10+)
¹³³Xe^{[n 8]} ^{[n 7]}	54	79	132.9059107(26)	5.2475(5) d	β^-	¹³³Cs	3/2+
^133mXe	233.221(18) keV	2.19(1) d	IT	¹³³Xe	11/2-
¹³⁴Xe^{[n 7]}	54	80	133.9053945(9)	Estable^{[n 9]}	0+	0.104357(21)
^134m1Xe	1965.5(5) keV	290(17) ms	IT	¹³⁴Xe	7-
^134m2Xe	3025.2(15) keV	5(1) µs			(10+)
¹³⁵Xe^{[n 10]}	54	81	134.907227(5)	9.14(2) h	β^-	¹³⁵Cs	3/2+
^135mXe	526.551(13) keV	15.29(5) min	IT (99.99%)	¹³⁵Xe	11/2-
β^- (.004%)	¹³⁵Cs
¹³⁶Xe	54	82	135.907219(8)	Estable^{[n 11]}	0+	0.088573(44)
^136mXe	1891.703(14) keV	2.95(9) µs			6+
¹³⁷Xe	54	83	136.911562(8)	3.818(13) min	β^-	¹³⁷Cs	7/2-
¹³⁸Xe	54	84	137.91395(5)	14.08(8) min	β^-	¹³⁸Cs	0+
¹³⁹Xe	54	85	138.918793(22)	39.68(14) s	β^-	¹³⁹Cs	3/2-
¹⁴⁰Xe	54	86	139.92164(7)	13.60(10) s	β^-	¹⁴⁰Cs	0+
¹⁴¹Xe	54	87	140.92665(10)	1.73(1) s	β^- (99.45%)	¹⁴¹Cs	5/2(-#)
β^-, n (.043%)	¹⁴⁰Cs
¹⁴²Xe	54	88	141.92971(11)	1.22(2) s	β^- (99.59%)	¹⁴²Cs	0+
β^-, n (.41%)	¹⁴¹Cs
¹⁴³Xe	54	89	142.93511(21)#	0.511(6) s	β^-	¹⁴³Cs	5/2-
¹⁴⁴Xe	54	90	143.93851(32)#	0.388(7) s	β^-	¹⁴⁴Cs	0+
β^-, n	¹⁴³Cs
¹⁴⁵Xe	54	91	144.94407(32)#	188(4) ms	β^-	¹⁴⁵Cs	(3/2-)#
¹⁴⁶Xe	54	92	145.94775(43)#	146(6) ms	β^-	¹⁴⁶Cs	0+
¹⁴⁷Xe	54	93	146.95356(43)#	130(80) ms [0.10(+10-5) s]	β^-	¹⁴⁷Cs	3/2-#
β^-, n	¹⁴⁶Cs

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Anexo:Isótopos de xenón

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Xenón-133

Xenón-135

Tabla de isótopos

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