Ksenon Elementi

Ksenon olarak da bilinen xenon elementi, renksiz ve kokusuz bir elementtir. Doğaca çok az bulunur. Yunanca’da yabancı ve ziyaretçi anlamları taşıyan “xenos” kelimesi, zamanla dilimize ksenon ya da xenon olarak geçmiştir. Ksenon elementi doğada çok nadir görüldüğü için elde edilmesi de pahalı bir elementtir. 1898 yılında keşfedilen bu element pahalı olmasına rağmen kullanımı yaygın olan bir elementtir.  Uzay çalışmalarından tüketilen bazı kanser ilaçlarına kadar çok fazla alanda kullanılsa da belli başlı kullanım alanları öne çıkmaktadır. Havadaki ksenon oranı 11.5 milyona birdir. Ksenon, özellikle havanın azot ve oksijenlere ayrılmasında bir yan ürün olarak kullanılır.

Ksenon Elementi Tarihçesi

Ksenon elementi ilk olarak 12 Temmuz 1898 tarihinde William Ramsay ve Morris Travers tarafından, sıvı halde bulunan havanın buharlaşan bileşenlerinden arda kalan kalıntılarda bulundu. Buldukları element üzerine araştırma yapmaya devam eden William Ramsay, 1902 yılında yaptığı tahminlerde Ksenon elementinin dünya üzerinde 20 milyonda bir olduğunu ileri sürdür. Ramsay ve Morris’in kimyaya bir element daha kazandırmasının ardından Ksenon üzerinde farklı çalışmalar başladı. Mühendis olan Harold Egderton, 1930’lu yıllarda çakar lamba teknolojisi üzerinde çalışmaya başladı. Bunu hızlı fotoğrafçılık alanında kullanmayı planlıyordu. Bu çalışma ortaya ksenon flaş lambasının keşfini çıkardı. 1939 yılına varıldığında ise Albert R. Behnke Jr. Enteresan bir araştırmayı ele aldı. Derin su dalgıçlarının sarhoşluklarını araştıran Behnke, ksenon gazının anestetik olarak kullanılabileceğini keşfetti. Fakat ksenonun bir anestezi etkisi yarattığını ilk kez J. H. Lawrence makaleye dökmüş ve kayıtlara geçirmiştir. 1951 yılında ise Stuart C. Cullen tarafından cerrahi alanında ilk kez anestezi olarak kullanılmıştır. 1962 yılına gelindiğinde soy gazlara ait elementlerin içinden ilk bileşik ksenon elementinden elde edilmiştir. 1970 ‘li yıllarda ise ksenon ile yine bir ilk gerçekleştirilmiş ve uydu iyon motorlarında ksenon kullanılmıştır.

Ksenon Elementinin Periyodik Çizelge

Ksenon (Xe sembolü) periyodik çizelge de ki grup 8A’nın beşinci döngüsüdür. Ksenon, soy gaz ya da asal gaz olarak adlandırılan ve sıfır valanslı olan elementlerden biri olarak karşımıza çıkar. Atom numarası 54 olan ksenon kübik merkezli bir yüzeye sahiptir. Ksenon elementinin proton sayısı 54, nötron sayısı 77 ve elektron sayısı 54 ’dür. Ksenon elementinin atomik ağırlığı ise 131.29 ‘dur. Ksenon elementinin erime noktası -111.9°C, kaynama sıcaklığı ise -107.1°C ‘dir. İnsan vücudunda hiç bulunmayan bu element radyoaktif değildir. Bu elementin toksik özelliği yoktur. Fakat bazı bileşikleri oksitleyici etkiye sahip olduğu için toksik özellik gösterebilir. Ksenon elementi elektron yapısından dolayı bileşik oluşturmaya yatkın değildir. Yüksek enerji kabuklarında bulunan elektronlar tam dolu olduğu için elektron alışverişine ihtiyaçları yoktur. Ancak, zaman zaman karmaşıklaşıyor gibi görünüyor. Ksenon elementinin ilk bileşiği, platin ve flor ile beraber oluşur. Ksenon 80’den fazla bileşiğe sahiptir. Bu bileşiklerin her birinin yapısında oksijen ve elektronegatif flor bulunur. Ksenonun oksijen ile ortaya çıkan bazı bileşikleri renkli ve patlayıcı özelliklere sahiptir.

Ksenon Elementi Özellikleri

Ksenon elementi havanın 4.5 katı ağırlığa sahiptir. Düşük basınçlı elektrik akımına maruz kaldığında mavimsi bir ışık saçar. Verilen elektriğin basıncı arttıkça renk değişerek sarımsı bir beyaza dönüşür. Ksenon elementi, normal sıcaklık ve basınç koşullarında saklanabilir. Fakat saklanabilmesi için yalıtılmış cam ya da metal kapların kullanılması gerekir. Eğer plastik kapta ya da kauçuk kapta saklanırsa sızıntı yaşanır. Bu sızıntı çeşitli sıkıntılar yaşanmasına neden olabilir. Ksenon toksik bir element değildir fakat bazı bileşikleri oksitleyici olabileceği için dikkat edilmelidir. Ksenon elementi, 124 ile 136 arasında değişen 9 farklı izotopun karışımdan oluşur. Bu izotoplar doğaldır. Ksenon -129 kimi göktaşlarında bulunur. İyot -129’un bozunması ile elde edilen Ksenon -129 ‘un yarılanma ömrü tam tamına 17 milyon yıldır. Ksenon -135, nükleer atom parçalanmaları yani nükleer fizyon sonucu elde edilir. Ksenon -135 nükleer reaktörlerde nötron soğutucu olarak kullanılır. Ksenon-133 bir nükleer reaktörde elde edilir. Nükleer reaktörlerde bulunan bölünebilir maddeler nötron ışınlanması yapar. Bunun sonucunda da Ksenon -133 elde edilmiş olur.

Ksenon Elementi Kullanım Alanları

Ksenon elementi hem çok nadir hem de pahalı bir element olmasına rağmen pek çok alanda kullanılır. Ksenon elementi kullanım alanları anesteziden aydınlatmaya kadar çok geniştir. Ksenon elementinin hızlı fotoğrafçılık alanında kullanılmak üzere flaş lambasının keşfedilmesi, bu elementin aydınlatma alanında kullanılmasının önünü açmıştır. Özellikle fotoğrafçılık alanında kullanılan flaşlarda ve stroboskopik lambalarda kullanılır. Ksenon bahar ışığı öğlen güneşi ile insanların dikkatini çeker. Renk sıcaklıkları birbirine çok benzerdir. Bu nedenle güneş benzeticilerde sıklıkla kullanılır. Ksenon elementi, neon elementi ile birleşerek plazma ekranlarda da kullanılır. Buradaki kullanım amacı ekranın önünü örten fosforları uyarması amacıyla morötesi fotonlar üretmesidir. Ksenon elementinin en çok kullandığı alanlardan bir diğeri ise lazerlerdir. 1962 yılında bir grup araştırmacı tarafından yapılan çalışmalar bu elementin lazer etkisi olduğunu ortaya koymuştur. Ksenon özellikle tıp alanında sıklıkla kullanılan eximer lazerlerde kullanılır. Ksenon elementi, anestezi uygulamalarında da sıklıkla kullanılır. 1939 yılında ilk kez anestezi etkisi olduğu ortaya çıkan bu element pahalı olmasına rağmen günümüzde anestezi için kullanılan bir maddedir. Ksenon nükleer enerji uygulamaları, uzay araçlarının yakıtları, bazı ilaçların içerikleri ve bileşikler için yükseltgen madde olarak da kullanılmaktadır.

Ksenon elementi kullanılarak elde eden aydınlatma ürünleri normal lambalardan çok daha iyi ve çok daha parlak ışık verir. Bu nedenle özellikle fotoğraf makinelerinin flaşlarında ve otomobillerin farlarında kullanılır. Bunun yanı sıra güçlü bir ışık kaynağı olabildiği için denizlerde kullanılan bazı lambalarda da ksenon elementinin kullanımı görülür. Ksenon elementini kullanıldığı en farklı sektör uzay araştırmalarıdır.