氙气的神秘面纱：麻醉剂与同位素的双重角色

氙气是一种惰性压缩气体，无色、无味、不燃烧，空气中含有90ppm。氙气溶解在细胞油中，引起细胞麻醉和膨胀，从而暂时停止神经末梢的作用。每个人都使用80%氙气和20%O2的混合物作为麻醉剂，没有副作用。氙气可用于检测原子能工业中高速颗粒、颗粒和介子的出现。

用于测量脑血流量，研究肺功能，测量氙同位素，如胰岛素分泌。

已知氙气有32种同位素，其中氙气113、氙115至氙145。

氙气和其他同族元素最初被称为惰性气体（现在改为稀有气体），不容易与其他物质发生化学作用。然而，氙气化合物自1962年以来一直被发现。据了解，氙气化合物有80多种，包括氟化物（二氟化氙、四氟化氙和六氟化氙）、氢化合物和化合物，以及高氙酸钠。三氧化氙具有高爆炸性。除个别化合物外，氙化合物无色。

天然氙气由8种稳定同位素组成，在所有元素中排名第二。第一个是锡，有10个稳定同位素。只有氙气和锡具有7个以上的稳定同位素。据预测，同位素气体124xe和134xe可以是双重的β衰变，但未经实验证明，这两种氙气同位素仍然感觉稳定。除了这些稳定的同位素，氙气还有40多种不稳定的同位素。其中，最长寿命为136xe，他将开展双重活动。β2.11半衰期衰变×1021年。129I在β衰变后，会产生129Xe同位素。这种反应的半衰期是1600万年。另外，131mXe、133Xe、133mXe和135Xe是235U和239Pu的核裂变产物，因此用于检测核爆炸。

氙气的两种稳定同位素129xe和131xe具有非零原始角动量（自旋，适用于磁共振）。利用圆极化光和气体，氙气的核自旋对齐可以超过普通极化。这种自旋极化可以超过其最大可能值的50%，远远超过玻尔兹曼的分布平衡值（通常在室温下不超过最大值的0.001%）。这种不稳定状态的自旋对齐是短暂的，称为超极化。超极化氙气的过程称为光泵（但与激光泵不同）。

由于129Xe原子核旋转为1/2，其电四极矩为零，因此当129Xe核与其他原子发生碰撞时，不会产生任何四极相互作用。它的超极化可以持续更长时间。即使激光关闭，碱性气体也可以在室温表面冷凝后保持这种状态。在血液中，129Xe的自旋极化可以持续几秒钟，在气态下持续几个小时，在深度冷冻的固体下持续几天。相比之下，131Xe的核旋转为3/2，四极矩不为零，T1的松动时间在ms到秒之间。

氙气的一些同位素，如133Xe和135Xe，可以直接在核反应炉上产生裂变物质。135Xe在核裂变反应炉中起着重要作用。热中子截面很高(2.6)×106靶恩)，因此可以作为中子吸收剂或中子毒物，从而缓解或停止链式反应。氙气作用于曼哈顿在美国计划中产生的第一个反应炉。135xe作为反应炉中的中子毒物，对切尔诺贝尔核事故有重要影响。关闭反应炉或降低功率会导致135xe的堆积，使反应炉进入所谓的碘坑(或氙坑)。

在不利条件下，高浓度放射性氙气同位素可以从核反应炉中释放出来，包括裂变产物从开裂的燃料棒中释放出来，或者冷却水中的铀干裂。

氙气同位素在陨石中的比例可以用来研究太阳系的形成和进化。碘氙放射定年法可以测量固体物体在太阳星云中产生的缩合时间。1960年，科学家约翰·雷诺（JohnH.Reynolds）发现一些陨石中的氙气含量非常高。他推断这是碘-129的衰变产物。这种同位素可以通过宇宙射线分裂和核裂变缓慢产生，但只能在超新星爆炸中产生。由于129I的半衰期（1600万年）短于宇宙，因此可以推断，从超新星爆炸到陨石凝固的时间非常短。除了129xe同位素外，一颗超新星最近在太阳系爆炸，这也会导致前太阳云收缩。

其他氙同位素的比例，包括129xe/130xe和136xe/130xe，也可用于研究行星分化和气体释放过程。例如，火星大气中的氙气含量与地球相似，约为0.08%，但其129xe的比例高于地球和太阳。这种同位素是由放射性衰变引起的，因此火星很可能在产生后1亿年内失去大部分初始大气。新墨西哥州发现的高比例129xe是地球产生的气体之一，很快就经历了地球核衰变。

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