क्सीनन के समस्थानिक

प्राकृतिक रूप से उत्पन्न ज़ेनॉन (54Xe) में सात स्थिर समस्थानिक समस्थानिक और दो बहुत लंबे समय तक रहने वाले समस्थानिक होते हैं। 124Xe (अर्ध-जीवन 1.8 ± 0.5(स्टेट) ± 0.1(sys) वर्ष) में डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर देखा गया है।और 136Xe (आधा जीवन 2.165 ± 0.016(स्टेट) ± 0.059(एसवाईएस) वर्ष) में डबल बीटा क्षय देखा गया है। जो सभी न्यूक्लाइड्स के सबसे लंबे समय तक मापे गए अर्ध-जीवन में से हैं। समस्थानिक 126Xe और 134Xe के दोहरे बीटा क्षय से निकलने की भी पूर्वानुमान की गई है, किंतु इन समस्थानिकों में ऐसा कभी नहीं देखा गया है, इसलिए इन्हें स्थिर माना जाता है। इन स्थिर रूपों से परे, 32 कृत्रिम अस्थिर समस्थानिकों और विभिन्न आइसोमर्स का अध्ययन किया गया है। जिनमें से सबसे लंबे समय तक जीवित 127Xe 36.345 दिनों की अर्ध-आयु के साथ रहा है। अन्य सभी समस्थानिकों का आधा जीवन 12 दिनों से कम है, अधिकांश 20 घंटे से कम है। सबसे कम समय तक रहने वाला समस्थानिक, 108Xe, का आधा जीवन 58 μs है, और समान संख्या में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के साथ सबसे भारी ज्ञात न्यूक्लाइड है। ज्ञात आइसोमर्स में सबसे लंबे समय तक रहने वाला 11.934 दिनों की अर्द्ध-आयु के साथ 131mXe है। 129Xe 129I (अर्ध-आयु: 16 मिलियन वर्ष) के बीटा क्षय द्वारा निर्मित होता है। 131mXe, 133Xe, 133mXe, और 135Xe 235U और 239Pu दोनों के कुछ विखंडन उत्पाद हैं इसलिए परमाणु विस्फोट के संकेतक के रूप में उपयोग किया जाता है।

परमाणु विखंडन रिएक्टरों के संचालन में कृत्रिम आइसोटोप 135Xe का अधिक महत्व है। 135Xe में थर्मल न्यूट्रॉन, 2.65×106 बार्न्स के लिए विशाल न्यूट्रॉन क्रॉस सेक्शन है, इसलिए यह न्यूट्रॉन अवशोषक या परमाणु जहर के रूप में कार्य करता है। जो संचालन की अवधि के बाद चेन रिएक्शन को धीमा या रोक सकता है। प्लूटोनियम उत्पादन के लिए अमेरिकी मैनहट्टन परियोजना द्वारा निर्मित हनफोर्ड बी रिएक्टर में इसकी खोज की गई थी। इस प्रभाव के कारण, रचनाकारों को रिएक्टर की प्रतिक्रियाशीलता (प्रति विखंडन न्यूट्रॉन की संख्या जो परमाणु ईंधन के अन्य परमाणुओं को विखंडित करने के लिए जाती है) को बढ़ाने के लिए आवश्यक प्रारंभिक मूल्य से अधिक श्रृंखला प्रतिक्रिया प्रारंभ करने के लिए प्रावधान करना चाहिए। इसी कारण से, परमाणु विस्फोट और प्रकाश संयंत्र में उत्पादित विखंडन उत्पाद अधिक भिन्न होते हैं क्योंकि का एक बड़ा भाग स्थिर अवस्था रिएक्टर में न्यूट्रॉन को अवशोषित करता है, जबकि मूल रूप से  में से किसी के पास ज़ेनॉन से पहले क्षय होने का समय नहीं होगा बम का विस्फोट इसे न्यूट्रॉन विकिरण से हटा देता है।

फटी हुई ईंधन की छड़ से इस विखंडन गैस के निकलने या ठंडे पानी में यूरेनियम के विखंडन के कारण परमाणु रिएक्टरों से निकलने वाले रेडियोधर्मी ज़ेनॉन समस्थानिकों की अपेक्षाकृत उच्च सांद्रता भी पाई जाती है। प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले रेडियोधर्मी नोबल गैस 222Rn की तुलना में इन समस्थानिकों की सांद्रता अभी भी सामान्यतः कम है।

क्योंकि ज़ेनॉन दो मूल समस्थानिकों के लिए समस्थानिक अनुरेखक है। उल्कापिंडों में Xe समस्थानिक हस्ताक्षर सौर प्रणाली के गठन का अध्ययन करने के लिए शक्तिशाली उपकरण हैं। रेडियोमेट्रिक डेटिंग की I-Xe विधि न्यूक्लियोसिंथेसिस और सौर निहारिका से एक ठोस वस्तु के संघनन के बीच बीता हुआ समय देती है। (ज़ेनॉन एक गैस है, इसका केवल वह भाग जो संघनन के बाद बनता है। वह वस्तु के अंदर उपस्थित होगा)। ज़ेनॉन समस्थानिक भी ग्रहों के विभेदन को समझने के लिए शक्तिशाली उपकरण हैं। अधिकता न्यू मैक्सिको से कार्बन डाईऑक्साइड कूप गैसों में पाए जाने वाले 129Xe को पृथ्वी के निर्माण के तुरंत बाद मेंटल (भूविज्ञान)-व्युत्पन्न गैसों के क्षय से माना जाता था। यह सुझाव दिया गयाहै। कि वायुमंडलीय ज़ेनॉन की समस्थानिक संरचना में वायुमंडलीय O2 में वृद्धि के परिणामस्वरूप संभवतः स्थिर होने से पहले जीओई से पहले उतार-चढ़ाव होता है।

समस्थानिकों की सूची

 * 1) ^ mXe - उत्तेजित परमाणु आइसोमर है।
 * 2) ^ ( ) - अनिश्चितता (1σ) संक्षिप्त रूप में संगत अंतिम अंकों के बाद कोष्ठकों में दी गई है।
 * 3) ^ # - परमाणु द्रव्यमान चिह्नित #: मूल्य और अनिश्चितता विशुद्ध रूप से प्रायोगिक डेटा से नहीं, किंतु कम से कम आंशिक रूप से मास सरफेस (टीएमस) के रुझानों से प्राप्त होती है।
 * 4) ^ बोल्ड हाफ-लाइफ लगभग स्थिर, हाफ-लाइफ देन एज ऑफ यूनिवर्स है।
 * 5) ^ क्षय के विधि: है।
 * 6) ^ बेटी के रूप में बोल्ड प्रतीक - बेटी उत्पाद स्थिर है।
 * 7) ^ ( ) स्पिन वैल्यू - अशक्त असाइनमेंट तर्कों के साथ स्पिन को इंगित करता है।
 * 8) ^ # - चिन्हित # मान विशुद्ध रूप से प्रायोगिक डेटा से प्राप्त नहीं होते हैं, किंतु कम से कम आंशिक रूप से पड़ोसी न्यूक्लिकिड्स (टीएनएन) के रुझानों से प्राप्त होते हैं।
 * 9) ↑ प्रिमोर्डियल रेडियो न्यूक्लिड तक जाते है।
 * 10) ↑ β+β+ क्षय से 126Te तक जाने का संदेह है
 * 11) ↑ यहां तक जायें: a b c d e सैद्धांतिक रूप से सहज विखंडन में सक्षम है।
 * 12) ↑ भूजल के रेडियोडेटिंग की एक विधि में और सौर मंडल के इतिहास में कुछ घटनाओं का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है।
 * 13) ↑ यहां तक जायें:ए बी सी डी विखंडन उत्पाद है।
 * 14) ^ चिकित्सीय उपयोग है।
 * 15) ↑ 11×1015 वर्षों में अर्ध-जीवन के साथ 134Ba तक β−β− क्षय होने का संदेह है।
 * 16) ^ सबसे शक्तिशाली ज्ञात न्यूट्रॉन अवशोषक, 135I के क्षय उत्पाद के रूप में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उत्पादित, स्वयं 135Te का क्षय उत्पाद, एक विखंडन उत्पाद। सामान्यतः उच्च न्यूट्रॉन प्रवाह वातावरण में न्यूट्रॉन को 136Xe बनने के लिए अवशोषित करता है; अधिक जानकारी के लिए आयोडीन पिट देखें |
 * समस्थानिक रचना का तात्पर्य हवा में है।

ज़ेनॉन-124
ज़ेनॉन-124, ज़ेनॉन का समस्थानिक है। जो $1.8$ वर्षों के बहुत लंबे अर्ध-जीवन के साथ टेल्यूरियम-124 में दोहरा इलेक्ट्रॉन ग्रहण करता है, ब्रह्मांड की आयु $13.799 years$ की तुलना में परिमाण के 12 आदेशों से अधिक लंबा 109 वर्ष)। इस तरह के क्षय को 2019 में ज़ेनॉन1टी संसूचन में देखा गया है, और यह अब तक प्रत्यक्ष रूप से देखी गई सबसे दुर्लभ प्रक्रिया है। (यहां तक कि अन्य नाभिकों के धीमे क्षय को भी मापा गया है, किंतु उन क्षय उत्पादों का पता लगाकर जो सीधे निरीक्षण करने के अतिरिक्त अरबों वर्षों से जमा हुए हैं। )

ज़ेनॉन-133
ज़ेनॉन-133 (जेनिसोल एटीसी कोड  ब्रांड नाम के अनुसार दवा के रूप में बेचा गया) जेनॉन का आइसोटोप है। यह रेडियोन्यूक्लाइड है। जो फुफ्फुसीय कार्य का आकलन करने और फेफड़ों की छवि बनाने के लिए वेंटिलेशन/छिड़काव स्कैन है। इसका उपयोग विशेष रूप से मस्तिष्क में रक्त प्रवाह की छवि बनाने के लिए भी किया जाता है। 133Xe भी महत्वपूर्ण विखंडन उत्पाद है। यह कुछ परमाणु ऊर्जा संयंत्रों द्वारा कम मात्रा में वातावरण में छोड़ा जाता है।

ज़ेनॉन-135
ज़ेनॉन-135, ज़ेनॉन का रेडियोधर्मी समस्थानिक है। जो यूरेनियम के विखंडन उत्पाद के रूप में उत्पादित होता है। इसका लगभग 9.2 घंटे का आधा जीवन है। और यह सबसे शक्तिशाली ज्ञात न्यूट्रॉन-अवशोषित परमाणु जहर है। (न्यूट्रॉन क्रॉस सेक्शन वाला 2 मिलियन बार्न (यूनिट) का न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस-सेक्शन। ). विखंडन से ज़ेनॉन-135 की कुल उपज 6.3% है। चूंकि इसका अधिकांश परिणाम विखंडन से उत्पादित टेल्यूरियम-135 और आयोडीन-135 के रेडियोधर्मी क्षय से होता है। Xe-135 परमाणु रिएक्टर संचालन (ज़ेनॉन पिट) पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। कुछ परमाणु ऊर्जा संयंत्रों द्वारा इसे कम मात्रा में वायुमंडल में छोड़ा जाता है।

ज़ेनॉन-136
ज़ेनॉन-136 क्सीनन का एक समस्थानिक है। जो बेरियम-136 के दोहरे बीटा क्षय से गुजरता है, 2.11 × 1021 वर्षों के बहुत लंबे आधे जीवन के साथ ब्रह्मांड की आयु से अधिक परिमाण के 10 आदेशों से अधिक $5.243 days$ इसका उपयोग समृद्ध ज़ेनॉन वेधशाला प्रयोग में न्यूट्रिनोलेस डबल बीटा क्षय की खोज के लिए किया जा रहा है।

यह भी देखें

 * ज़ेनॉन आइसोटोप जियोकेमिस्ट्री

संदर्भ

 * Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation by Georges Audi, Aaldert Hendrik Wapstra, Catherine Thibault, Jean Blachot and Olivier Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
 * Isotopic compositions and standard atomic masses from:
 * Half-life, spin, and isomer data selected from the following sources.
 * Half-life, spin, and isomer data selected from the following sources.
 * Half-life, spin, and isomer data selected from the following sources.