Изотопы ксенона — разновидности химического элемента ксенона, имеющие разное количество нейтронов в ядре. Известны изотопы ксенона с массовыми числами от 108 до 147 (количество протонов 54, нейтронов от 54 до 93), и более 10 ядерных изомеров.
Остальные изотопы искусственные, из них самые долгоживущие 127Xe (период полураспада 36,345 суток) и 133Xe (5,2475 суток), период полураспада остальных изотопов не превышает 20 часов. Среди ядерных изомеров наиболее стабильны 131mXe с периодом полураспада 11,84 суток, 129mXe (8,88 суток) и 133mXe (2,19 суток)[1].
133Xe — искусственный изотоп, применяется в медицине для диагностических целей[2] — для изучения легочной вентиляции (путем вдыхания газообразного ксенона-133), а также при изучении особенностей кровотока и миелографии (путем введения в растворах). Не усваивается организмом и быстро выводится из крови через легкие.
Испытывает бета-минус-распад с периодом полураспада 5,3 суток и максимальной энергией электрона 346 кэВ, дочерний изотоп — стабильный 133Cs. Распад 133Xe происходит в 99 % случаев на возбуждённый уровень цезия-133 с энергией 81,0 кэВ, который сразу распадается в основной уровень с испусканием гамма-кванта энергией 81 кэВ или конверсионных электронов. При редких распадах на более высокие возбуждённые уровни цезия-133 сброс возбуждения происходит гамма-квантами с энергиями до 0,38 МэВ. Ксенон-133 получают облучением нейтронами природного ксенона по реакции 132Xe(n,γ)133Xe. Также входит в цепочки распада продуктов деления урана и плутония, потому может быть выделен из отработанного топлива ядерных реакторов или облучённого урана.
135Xe — изотоп с очень большим сечением захвата нейтронов теплового спектра (т. н. «нейтронный яд»). В значимых количествах образуется при делении урана и плутония в ядерных реакторах, создавая сложные переходные процессы в работе реакторов с тепловым спектром нейтронов, которые затрудняют выведение реактора на номинальную мощность после снижения мощности или остановки (это явление называется «иодная яма» или «ксеноновая яма»).
Период полураспада ксенона-135 составляет 9,14 часа, единственный канал распада — бета-минус-распад в 135Cs (долгоживущий с периодом полураспада 2,3 млн лет). Сечение захвата тепловых нейтронов — 2,6 млн барн[3]. В цепочках распада урана является дочерним изотопом теллура-135 и иода-135. Его выход на одно деление[англ.] урана-235 составляет 6,3 %.