Ksenon (Xenon) Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

Ksenon, aydınlatma sektörünün gözdesi gazlardan biridir. Otomobil farlarından lazerlere kadar birçok ışık kaynağının mihenk taşıdır.

Ksenon, “xenon” olarak da ifade edilebilen, asal gazlar arasında yer alan ve aydınlatma sektöründe çok sık kullanılan bir gazdır. Etkileyici özellikleri sebebiyle gazlı birçok lambanın yapıtaşıdır. Fotoğraf makinesi flaşları gibi anlık fotoğraf veya görüntü yakalama uygulamalarında çok etkili özellikler gösterir. Ksenon, son yıllarda yapılan bazı araştırmalarda, evreni bir arada tutan madde olarak kabul edilen “karanlık madde” araştırmalarında kullanılmaktadır. Özellikle lüks araçların farlarında da ksenon gazı içeren lambalar kullanılır. Ancak bu farlar, yüksek ışık yayması sebebiyle karşıdan gelen araçların sürücülerini çileden çıkarmaktadır. Bu sebeple otomobil farlarında kullanılan ksenon, bazı tartışmaların da odağındadır. Adının kökeni “yabancı” olsa da aslında hayatımıza hiç de yabancı olmayan bu ilginç gazla ilgili detayları makalemizde bulabilirsiniz.

Tarihçesi

Ksenon, diğer soy gazlar gibi 1898 tarihinde İskoç kimyager Sir William Ramsay ve İngiliz kimyager Morris Travers tarafından keşfedilmiştir. Sıvı havanın damıtılması yöntemi ile kriptonla birlikte elde edilmiştir. Xenon, Ramsay’in önerdiği ve Yunanca “ziyaretçi” ve “yabancı” gibi anlamları olan “xenos” sözcüğünden türetilen bir kelimedir.

Ksenonla ilgili bazı tarihler şunlardır;

• 1902 yılında Ramsay, ksenonun dünya atmosferinde 20 milyonda 1 oranında bulunabileceğini tahmin etti. Günümüzdeki araştırmalara göre ise bu oran 11,5 milyonda 1 olarak varsayılmaktadır.
  
• 1934 yılında mühendis Harold Edgarton, ksenon kullanarak mikro saniyelerde ışık veren flaş üretti.
  
• 1939 yılında dalgıçların vurgun yemesini önlemek için yapılan araştırmalar sırasında ksenon içeren havanın anestezik olarak kullanılabileceği öngörüldü.
  
• 1951 yılında iki hastanın ameliyatında anestezik olarak ilk kez ksenon kullanıldı.
  
• 1962 yılında soy gazlar arasında ilk bileşik ksenondan elde edildi.
  
• 1970’li yıllarda uydu iyon motorlarında ilk kez ksenon kullanıldı.
  

Kimyasal Özellikleri

Ksenonun kimyasal simgesi “Xe”dir. Atom numarası 54, atom ağırlığı 131,293’tür. Periyodik tablonun 8-A grubunda yer alır. Erime noktası -112 derece, kaynama noktası -108 derecedir. Ksenon; renksiz, tek atomlu, metal olmayan ve ağır bir soy gazdır. Havadan 4,5 kat daha ağırdır. Düşük basınçta elektrik akımı verildiğinde mavimsi beyaz bir ışık verir. Basınç arttıkça verdiği renk, sarımsı beyazdır. Normal sıcaklık ve basınç altında yalıtılmış cam veya metal kaplarda saklanabilir. Plastik veya kauçuk kaplarda sızıntı yapar. Toksik değildir; ancak bazı bileşikleri oksitleyici olduğu için toksik özellikler gösterir.

Ksenon, elektron yapısı sebebiyle bileşik yapmaya yatkın değildir. Diğer soy gazlar gibi yüksek enerji kabuklarındaki elektronlar tam doludur; yani elektron paylaşmaya ihtiyaç duymazlar. Bu sebeple kimyasal anlamda inerttir. Bunun yanında soy gazlar arasında az da olsa bileşik yapma özelliği tespit edilen ilk gaz ksenondur. İlk ksenon bileşiği, platin ve florla elde edilmiştir. Ksenonun flor ile reaksiyon vermesi için ayrıca uyarılması gerekir. Sentezlenen ilk ksenon bileşiği olan “platin heksaflorür”, bazı kimyasal reaksiyonlara girebilir. Bu bileşik, yüksek derece okside olan bir reaktiftir, oksijen ile reaksiyon verir. Çünkü ksenonun iyonlaşma potansiyeli oksijenle benzerlik taşır. Seksenden fazla ksenon bileşiği vardır ve bu bileşiklerin hepsi elektronegatif flor ve oksijen içerir. Ksenon oksijen bileşikleri, düşük yükseltgenme basamaklarında dismütasyona uğrar. Bazı bileşikleri renkli ve patlayıcıdır. Bazı ksenon bileşikleri şunlardır; ksenon diflorür, ksenon tetraflorür, ksenon tetraoksit, sodyum preksenat, ksenon trioksit.

Dünya atmosferinde eser miktarda ksenon bulunur. Havadaki ksenon oranı, 11,5 milyonda 1 civarındadır. Havanın oksijen ve azota ayrılması işleminde yan ürün olarak elde edilir. Bazı minerallerden çıkan gazlar da ksenon içerebilir. Ksenon, atom kütleleri 124-136 arasında değişen 9 farklı kararlı doğal izotopun karışımından oluşur. Bazı göktaşlarında bulunan ksenonun, Ksenon-129 izotopudur. Bu izotop iyot-129’un bozunması sonucu oluşur ve yarılanma ömrü 17 milyon yıldır. Yaklaşık 40 adet de radyoaktif bozunumaya uğrayan kararsız izotopu vardır. Ksenon-135 izotopu, nükleer fisyon (atom parçalanması) sonucu elde edilir. Ksenon-133, nükleer reaktörlerdeki bölünebilir malzemelerin nötron ışınlaması sonucu açığa çıkar.

Hangi Alanlarda Kullanılır?

Ksenon, yaygın olarak aydınlatma sektöründe kullanılır. Diğer soy gazlardan daha pahalı olduğu için kullanım alanı sınırlıdır. Gazlı lambaların birçoğu ksenon içerir. Ksenon kullanılan lambalar, normal lambalardan çok daha iyi ışık verir. Otomobil farları, fotoğraf makinesi flaşları kullanıldığı başlıca ürünlerdir. Bazı lazerlerin etkisini artırmak için ksenondan faydalanılır. Ksenon- 135, nükleer reaktörlerde soğurucu olarak kullanılır. Kimyasal parçacık araştırmalarında kullanılan maddeler ksenon içerir. Bazı kanser türlerinin tedavisinde kullanılan ilaçlarda da ksenon vardır. Uyduları yörüngede tutmak için kullanılan gazlardan biri de ksenondur.

Ksenonun kullanıldığı bazı ürünler şunlardır; tüplü ve gazlı lambalar, ark lambaları, stroboskopik lambalar, çeşitli flaşlar, excimer lazer, uzay araçlarındaki iyon iticiler, yol ve alan işaretçileri, denizlerde kullanılan lambalar, mikro işlemciler, uydular…

Xenon Far Nedir?

Xenon far, otomobillerde kullanılan ve ksenon gazı içeren bir lambadır. Özellikle orta ve üst sınıf otomobillerde son yıllarda sık kullanılmaya başlanan xenon far, 1990’lı yıllarda üretilen bir far türüdür. Ancak günümüze kadar kullanımı lüks araçlarla sınırlı kalmıştır.

Xenon farlar, kısa mesafede yoğun ışık sağlar. Normal farlara göre yüzde 15 oranında gün ışığına yakın bir ışık verir. Daha net bir aydınlatma sağladığı için gece sürüşünü kolaylaştırır. Xenon farların dezavantajı ise, daha fazla ışıma ve yansıma yaptığı için karşıdan gelen araçların sürücülerinin gözlerini normal farlara göre daha olumsuz etkiler. Halk arasındaki tabirle, daha çok göz alır. Bu sebeple normal far kullanan sürücülerin çok şikâyet ettiği bir far türüdür. Hatta xenon farlarda uzun huzmeler yakıldığında geçici körlüğe neden olduğu iddia edilir. Klasik farlara göre çok daha pahalıdır. Arıza durumunda tamiri yoktur, sadece ampul değiştirmek yeterli değildir, farın tamamı değiştirilir. Diğer bir dezavantajı da bu farların camları sürekli temiz tutulmalıdır. Aksi halde kirli camda ışık daha fazla kırılır ve ışıma oranı düşer.

Bunları Biliyor Musunuz?

• Güneş Sistemi’nin tarihinin araştırmalarında ksenon izotoplarından faydalanılır.
  
• İlk lazerlerde ksenon içeren flaşlar kullanılmıştır.
  
• Atmosferden 1 litre ksenon elde etmek için 220 kilowatt saat enerji gerekir.
  
• Ksenon, kripton gazından 10 kat, neondan 50 kat daha pahalıdır.
  
• Mars’ta, Güneş ve Dünya’dakinden daha fazla ksenon bulunur. Jüpiter atmosferinde ise Güneş’ten 2,5 kat daha fazla ksenon bulunduğu tespit edilmiştir.
  
• Son yıllarda yapılan araştırmalarda, “evreni bir arada tutan tutkal” olarak tanımlanan “karanlık maddeyi” arama çalışmalarında kullanılan dedektörlerde sıvı ksenon vardır. Bir projeksiyon odasına konulan sıvı ksenon ile karanlık maddenin işaretleri araştırılmaktadır.
  
• Ksenon trioksit bileşiğinin yüksek derecede patlama özelliği vardır.
  
• Ksenon solunduğunda ses frekanslarını yavaşlatarak sesi yavaşlatır. Yani helyumun aksine kalın bir ses verir. Ancak sesi kalınlaştırmak için yapılan gösterilerde pahalı olması sebebiyle ksenon yerine özellikleri bakımından benzerlik gösteren sülfür heksaflorür (asfiksant) kullanılır.
  
• Yüksek miktarda ksenon solunması solunum güçlüğü gibi sorunlara yol açar.
  
• Aşırı ksenon konsantrasyonları bilinç kaybı ve ölüme yol açabilir. Yüzde 75 oranında ksenon içeren havanın teneffüs edilmesi birkaç dakika içinde öldürebilir.
  
• Bir balona ksenon doldurulduğunda ağırlığı 18 kilograma ulaşır.
  
• Sıvı helyuma karıştırılan ksenon, bazı kasırgaların takibinde kullanılır.