Xenón-135
# Xenón-135

Xenón-135 :

| Apariencia del Xenón Tabla completa ||
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| General ||
| Nombre, símbolo | Xenón-135, $^{135}Xe$ |
| Neutrones | 81 |
| Protones | 54 |
| Datos del isótopo ||
| Abundancia natural | |
| Periodo de semidesintegración | 9,2 horas |
| Producto de desintegración | |
| Masa del isótopo | |
| Espín | |
| Exceso de energía | |
| Energía de enlace | |
| Modo de degradación | Energía de degradación |
| Fisión espontánea (SF) | |
| Degradación alfa | |

El xenón-135, $^{135}Xe$ es un isótopo inestable de xenón con un periodo de semidesintegración de 9,2 horas. El $^{135}Xe$ es producto de la fisión del uranio (6,3 %), siendo el veneno nuclear absorbente de neutrones más poderoso conocido (3 millones de barnes), por lo que tiene un efecto significativo en la operación de un reactor nuclear.

## Efectos del $^{135}Xe$ en el reactor

La incapacidad para iniciar un reactor durante los efectos del $^{135}Xe$ suele denominarse inicio impedido por xenón. El período durante el que reactor es incapaz de anular los efectos del $^{135}Xe$ es denominado tiempo muerto xenón. Durante los períodos de funcionamiento en estado estacionario a un nivel constante de flujo de neutrones, la concentración de $^{135}Xe$ se acumula hasta llegar a su valor de equilibrio para esa potencia del reactor en unas 40 a 50 horas. Cuando la potencia del reactor se incrementa, la concentración inicial de $^{135}Xe$ disminuye debido a que el consumo total es mayor en el nuevo nivel de potencia más alto. Debido a que el 95 % del $^{135}Xe$ es producto de la desintegración del $^{135}I,$ el cual posee una vida media de 6 a 7 horas, la producción de $^{135}Xe$ permanece constante; en este punto, la concentración de $^{135}Xe$ alcanza un mínimo. La concentración entonces se eleva hasta el nuevo nivel de equilibrio para el nuevo nivel de potencia en unas 40 a 50 horas. La magnitud y la tasa de cambio de la concentración durante las primeras 4 a 6 horas siguientes al cambio de los niveles de potencia, depende del nivel inicial de potencia sobre la cantidad de cambio del nivel de potencia; el cambio en la concentración de $^{135}Xe$ es mayor para un cambio mayor del nivel de potencia. Cuando la potencia del reactor se reduce, el proceso se invierte.

El $^{135}I$ es un producto de la fisión del uranio con un rendimiento de un 1 %. Este $^{135}I$ decae con una vida media de 6.7 horas a $^{135}Xe.$ De esta forma, en un reactor nuclear en operación, el $^{135}Xe$ es continuamente producido. El $^{135}Xe$ posee una enorme capacidad de absorción de neutrones, por lo que en el ambiente de alto flujo de neutrones del centro de un reactor nuclear, el $^{135}Xe$ prontamente absorbe un neutrón y se convierte en $^{136}Xe$ estable. De esta forma, en 50 horas, la concentración de $^{135}Xe$ alcanza su equilibrio donde su creación por decaimiento del $^{135}I$ es balanceada con su destrucción por absorción de neutrón.

Los altos niveles temporales de $^{135}Xe$ con su gran absorción de neutrones hace difícil el reinicio del reactor durante demasiadas horas. La absorción de neutrones del $^{135}Xe$ actúa como una barra de control reduciendo la reactividad. La incapacidad del reactor para ser reiniciado durante los efectos del $^{135}Xe$ se conoce a veces como inicio impedido por xenón. El período durante el cual el reactor es incapaz de anular los efectos del $^{135}Xe$ es denominado tiempo muerto xenón.

Si se encuentra disponible un control de reactividad el reactor puede ser reiniciado pero un consumo transitorio de xenón debe ser cuidadosamente manejado. Cuando las barras de control son extraídas alcanzando un nivel crítico, el flujo de neutrones se incrementa en varios órdenes de magnitud y el $^{135}Xe$ comienza a absorber neutrones transmutándose en $^{136}Xe.$ El reactor consume el veneno nuclear. Cuando esto ocurre, la reactividad se incrementa y las barras de control deberán ser gradualmente reinsertadas o la potencia del reactor de incrementará. La constante del tiempo de este consumo transitorio depende del diseño del reactor, de los niveles de potencia históricos del reactor en los últimos días, y de la configuración de esta nueva potencia. Para una puesta típica de 50 % de potencia a 100 % de potencia, la concentración de $^{135}Xe$ cae alrededor de 3 horas. Fallar en el manejo transitorio de este xenón apropiadamente causó que la potencia del reactor de Chernobyl se disparara aproximadamente a 100 veces lo normal causando una explosión de vapor. La tasa de consumo de xenón es proporcional al flujo de neutrones y de esta forma a la potencia del reactor. Si la potencia del reactor se duplica, el consumo de xenón será dos veces más rápido. Una gran tasa de incremento de la potencia del reactor, conlleva a un rápido consumo de xenón y un rápido incremento en la potencia del reactor.

Los reactores que usan continuamente reprocesamiento con diseño similar al Reactor de sal fundida son capaces de extraer $^{135}Xe$ desde el combustible evitando estos efectos.

## Decaimiento y productos de la captura

El,, átomo de $^{135}Xe$ que no captura un neutrón, decae en cesio-135, uno de los 7 productos fisionables de largo periodo de semidesintegración, mientras que el átomo de $^{135}Xe$ que captura un neutrón, se transmuta en $^{136}Xe$ estable. Proporciones estimadas de $^{135}Xe$ durante un operación del reactor en estado "meseta" o estable que captura un neutrón incluye 90 %, 39%-91% y "esencialmente todo".

El $^{136}Xe$ proveniente de la captura de un neutrón, acaba como una eventual fisión del xenón, lo cual incluye $^{136}Xe,$ $^{134}Xe,$ $^{132}Xe,$ y $^{131}Xe$ producidos por fisión y desintegración beta, antes de capturar un neutrón.

Los átomos de $^{133}Xe,$ $^{137}Xe,$ y $^{135}Xe$ que no han capturado un neutrón, decaen por desintegración beta a isótopos de cesio. La fisión produce $^{133}Xe,$ $^{137}Xe,$ y $^{135}Xe$ en cantidades difícilmente iguales, pero luego de capturar un neutrón, la fisión del cesio contendrá $^{133}Cs$ más estable (sin embargo puede decaer en $^{134}Cs$ favorecido por una activación neutrónica) y $^{137}Cs$ altamente radioactivo como $^{135}Cs.$

## Más información

* Isótopo estable
