氙-129
氙-129是氙的穩(wěn)定同位素之一,豐度約為26.4%,是天然氙元素中第二多的同位素。最多的是氙-132,豐度約為26.9%。氙-129是碘129的衰變產(chǎn)物,半衰期約為1.57X 107年,由于太陽系形成早期的碘-129幾乎都衰變成氙-129了,因此有時(shí)會(huì)稱碘-129是一種已滅絕的天然放射性同位素,也因此,氙-129的比例對(duì)研究太陽系早期歷史有重要的作用。
氙-129有兩種核同質(zhì)異能素,其中基態(tài)的氙-129質(zhì)量為128 .9047794,質(zhì)量欠缺為-88.6960MeV,具有自旋1/2,由于129Xe原子核的自旋為1/2,所以其電四極矩為零,故129Xe核在與其他原子撞擊時(shí);不會(huì)有任何四極相互作用。這使得它的超極化狀態(tài)能夠持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間,甚至在激光束關(guān)閉及堿氣體在室溫表面冷凝后,仍能保留該狀態(tài)。129Xe的自旋 極化在血液中能持續(xù)數(shù)秒,在氣態(tài)下持續(xù)數(shù)小時(shí),并在深度冷凍的固態(tài)下持續(xù)數(shù)天。
另外一種核同質(zhì)異能素為氙-129m,激發(fā)能量為236.14 keV,但比基態(tài)的氙129還不穩(wěn)定,半衰期只有8天19時(shí),會(huì)經(jīng)由核異構(gòu)轉(zhuǎn)變衰變,躍遷回基態(tài)的氙-129,并釋放Y射線光子。
在醫(yī)學(xué)上,超極化的129Xe同位素在磁共振成像儀中更易檢測(cè),所以被用于研究包括肺在內(nèi)的各種器官,例如肺內(nèi)氣體的流動(dòng)。
氙-131
氙-131是一種自然存在的氙同位素之一,在天然氙元素中排第三位,豐度約為21.2%,與前兩個(gè)同位素氙-132、氙-129相當(dāng),約各占三分之一。
氙-131與氙-129都具有非零的固有角動(dòng)量(自旋,可用于核磁共振)。利用圓極化光和銣氣體,氙的核自旋對(duì)齊可以超越普通的極化。[15]如此產(chǎn)生的自旋極化能夠超過其最高可能值的50%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于玻爾茲曼分布的平衡值(在室溫下通常不超過最高值的0.001%)。這種非非平衡態(tài)的自旋對(duì)齊是短暫的,稱為超極化現(xiàn)象。對(duì)氙進(jìn)行超極化的過程叫做光抽運(yùn)(但不同于激光抽運(yùn))。
氙-131有一種核同質(zhì)異能素激發(fā)能量為163.930 keV,半衰期不到12天,會(huì)經(jīng)由核異構(gòu)轉(zhuǎn)變衰變,躍遷回基態(tài)的氙-131,并釋放Y射線光子。