Xenon (54Xe) yang terbentuk secara alami terdiri dari tujuh isotopstabil dan dua isotop berumur panjang. Penangkapan elektron ganda telah teramati pada 124Xe (waktu paruh1,8 ± 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 beta129I (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, 2,65×106barn, 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]
^( ) – Ketidakpastian (1σ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.
^# – Massa atom bertanda #: nilai dan ketidakpastian yang diperoleh bukan dari data eksperimen murni, tetapi setidaknya sebagian dari tren dari Permukaan Massa (trends from the Mass Surface, TMS).
^Waktu paruh tebal – hampir stabil, waktu paruh lebih lama dari umur alam semesta.
^( ) nilai spin – Menunjukkan spin dengan argumen penempatan yang lemah.
^# – Nilai yang ditandai # tidak murni berasal dari data eksperimen, tetapi setidaknya sebagian dari tren nuklida tetangga (trends of neighboring nuclides, TNN).
^Diduga mengalami peluruhan β−β− menjadi 134Ba dengan waktu paruh lebih dari 11×1015 tahun
^Penyerap neutron paling kuat yang diketahui, diproduksi di pembangkit listrik tenaga nuklir sebagai produk peluruhan135I, ia sendiri merupakan produk peluruhan 135Te, sebuah produk fisi. Biasanya menyerap neutron di lingkungan fluks neutron tinggi menjadi 136Xe; lihat biji iodin untuk informasi lebih lanjut
Komposisi isotop mengacu pada komposisi di udara.
Xenon-124
Xenon-124 adalah sebuah isotop xenon yang mengalami penangkapan elektron ganda menjadi 124Te dengan waktu paruh yang sangat lama, yaitu 1,8×1022 tahun, lebih dari 12 kali lipat lebih lama daripada usia alam semesta ((13,799±0,021)×109 tahun). Peluruhan tersebut telah teramati pada detektor XENON1T pada tahun 2019, dan merupakan proses paling langka yang pernah diamati secara langsung.[10] (Bahkan peluruhan inti lain yang lebih lambat telah diukur, tetapi dengan mendeteksi produk peluruhan yang telah terakumulasi selama miliaran tahun daripada mengamatinya secara langsung.[11])
Xenon-135 adalah sebuah isotop radioaktif xenon, diproduksi sebagai produk fisiuranium. Ia memiliki waktu paruh sekitar 9,2 jam dan merupakan racun nuklir penyerap neutron paling kuat yang diketahui (memiliki penampang penyerapan neutron sebesar 2 juta barn[15]). Hasil keseluruhan xenon-135 dari fisi adalah 6,3%, meskipun sebagian besar hasil ini dari peluruhan radioaktif 135Te dan 135I yang dihasilkan oleh fisi. 135Xe memberikan pengaruh yang signifikan terhadap operasi reaktor nuklir (biji xenon). Ia dibuang ke atmosfer dalam jumlah kecil oleh beberapa pembangkit listrik tenaga nuklir.[14]
^ abcAlbert, 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.
^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)
^Jones, R. L.; Sproule, B. J.; Overton, T. R. (1978). "Measurement of regional ventilation and lung perfusion with Xe-133". Journal of Nuclear Medicine. 19 (10): 1187–1188. PMID722337.
^Hoshi, H.; Jinnouchi, S.; Watanabe, K.; Onishi, T.; Uwada, O.; Nakano, S.; Kinoshita, K. (1987). "Cerebral blood flow imaging in patients with brain tumor and arterio-venous malformation using Tc-99m hexamethylpropylene-amine oxime--a comparison with Xe-133 and IMP". Kaku Igaku. 24 (11): 1617–1623. PMID3502279.
de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R.; Taylor, Philip D. P. (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683.
