Ксенон-133 (¹³³Xe) — это искусственный радиоактивный изотоп, который получают несколькими способами, в зависимости от исходного сырья и целей производства.

Основные методы производства

1. Облучение природного ксенона нейтронами. Это основной способ. В ядерном реакторе природный ксенон (в основном изотоп ¹³²Xe) облучают нейтронами. При захвате нейтрона стабильным изотопом происходит ядерная реакция: ¹³²Xe(n,γ) → ¹³³Xe. Полученный ксенон-133 затем выделяют и очищают.

2. Выделение из продуктов деления урана и плутония. Ксенон-133 входит в цепочки распада при делении ядер урана или плутония в ядерном реакторе. Его можно выделить из облучённого ядерного топлива или продуктов деления.

3. Использование побочных газов. В некоторых процессах, например при производстве молибдена-99, образуется газовая смесь (off-gas), содержащая ксенон-133 и криптон-85. Эту смесь можно использовать для выделения ксенона-133. Процесс включает:

сбор off-газа в резервуар;

селективную адсорбцию ксенона-133 на угольной колонке (при этом он адсорбируется лучше, чем криптон-85);

десорбцию (выделение) ксенона-133 с помощью нагрева колонки;

конденсацию ксенона-133 в змеевике.

Особенности и применение

Ксенон-133 используется в медицине для диагностики, например, при исследовании лёгочной вентиляции или кровотока. Он испускает бета-минус-частицы с периодом полураспада около 5,3 суток, превращаясь в стабильный изотоп цезия-133.

Производство изотопа требует сложного оборудования и строгого контроля, так как связано с работой с радиоактивными материалами.