Xenon on yksi harvinaisista jalokaasuista, jonka atomiluku on 54. Se löydettiin ensimmäisen kerran vuonna 1898 skotlantilaisen kemisti William Ramsayn toimesta, ja se nimettiin kreikan sanasta “xenos” joka tarkoittaa vierasta tai vierailijaa. Xenon esiintyy luonnossa erittäin pieninä määrinä, vain noin 0,087 ppm (ppm = osaa per miljoonaa) ilmakehässä.
Xenonin ominaisuudet tekevät siitä arvokkaan materiaalin monissa erikoissovelluksissa:
-
Vakaus: Xenon on kemiallisesti inertti kaasu, mikä tarkoittaa että se ei helposti reagoi muiden aineiden kanssa. Tämä vakaus tekee siitä ihanteellisen valaistuksessa ja muissa sovelluksissa, joissa tarvitaan pitkäikäistä materiaalia.
-
Pieni ionisaatioenergia: Xenonin elektronit irtoavat atomista suhteellisen helposti. Tämän ominaisuuden ansiosta xenon on erittäin tehokas kaasu plasman muodostamisessa ja sitä käytetään valonlähteissä, kuten xenon-valolampussa, jossa se tuottaa voimakasta valoa.
-
Isotooppien monimuotoisuus: Xenonilla on useita isotoopeja, joista joitakin käytetään ydinvoimaloissa neutronien hidastajina ja muiden radioisotooppien tuotannossa.
Xenonin sovellukset ovat monipuoliset:
Sovellus | Selitys |
---|---|
Valaistus: Xenon-lamput tuottavat kirkasta, valkoista valoa ja niitä käytetään esimerkiksi projektoreissa, ajovaloissa ja valokuvauslamppuisssa. | Xenonin korkea ionisaatioenergia tekee siitä ihanteellisen valonlähteen, joka tuottaa voimakkaan valon pienillä virtamäärillä. |
Ydinvoima: Tietyt xenonin isotoopit toimivat neutronien hidastajina ydinreaktoreissa, jolloin fission tapahtuu tehokkaammin ja turvallisimmin. | Xenon-isotooppeja käytetään myös muiden radioisotooppien tuotannossa lääketieteellisessä diagnostiikassa ja hoidossa. |
Plasmatekniikka: Xenonin plasmaa käytetään puolijohde teollisuudessa piin implanttaamisessa ja laserissa. | Plasman luominen xenonilla on suhteellisen helppoa ja hallittavaa, mikä tekee siitä arvokkaan materiaalin puoli johtava tekniikassa. |
Anestesiologia: Xenonilla on anesteettisia ominaisuuksia ja sitä tutkitaan yhä potentiaalisena anestesia-aineena. | Se voi olla lupaava vaihtoehto perinteisille anestesia-aineille, sillä se on nopeavaikutteinen ja ei aiheuta vakavia sivuvaikutuksia. |
Xenonin tuotanto:
Koska xenon esiintyy ilmakehässä vain hyvin pieninä määrinä, sen erottaminen on työläs ja kallis prosessi.
Yleisin menetelmä on kryogeeninen destillaatio, jossa ilmaa jäähdytetään erittäin alhaisiksi lämpötiloiksi. Tällä tavalla eri kaasuja erotetaan toisistaan niiden kiehumispiste-erojen perusteella. Xenon, joka kiehuu -108.1 °C:ssa, erotetaan muista kaasuista ja kerätään nesteytettynä.
Xenonin kysyntä on kasvussa, mikä johtuu sen monipuolisista sovelluksista ja niiden kasvavasta suosiosta. Tulevaisuudessa xenonilla voi olla vieläkin merkittävämpi rooli useissa eri aloissa.