A 135Xe mint hasadási termék jelenléte egy tipikus urán-235-tel üzemelő atomreaktorban a nagy neutronelnyelési keresztmetszete miatt gondot okoz a tervezőknek és az üzemeltetőknek. Mivel az elnyelő neutronok károsan befolyásolhatják az atomreaktor teljesítménynövelő képességét, a reaktorokat úgy tervezték, hogy mérsékeljék ezt a hatást; a kezelőket kiképzik arra, hogy megfelelően előre lássák ezeket a tranzienseket és reagáljanak rájuk. Valójában a második világháború alatt Enrico Fermi gyanította a Xe-135 hatását, és Emilio Segrè tanácsát követve kapcsolatba lépett tanítványával, Chien-Shiung Wu-val. Wu hamarosan megjelenő, a Xe-135-ről szóló tanulmánya teljes mértékben igazolta Fermi sejtését, hogy az elnyeli a neutronokat, és megzavarja a projektjükben használt B reaktort.

A stabil üzemmódban, állandó neutronáram szintjén a 135Xe koncentráció körülbelül 40-50 óra alatt épül fel az adott reaktorteljesítményre vonatkozó egyensúlyi értékre. A reaktorteljesítmény növelésekor a 135Xe koncentráció kezdetben csökken, mivel az új, magasabb teljesítményszintnél megnövekszik a kiégés. Mivel a 135Xe-termelés 95%-a a 6,57 órás felezési idejű jód-135 bomlásából származik, a 135Xe-termelés állandó marad; ekkor a 135Xe-koncentráció eléri a minimumot. A koncentráció ezután nagyjából 40-50 óra alatt emelkedik az új teljesítményszinthez tartozó új egyensúlyi szintre (pontosabban állandósult állapotra). A teljesítményváltozást követő 4-6 óra alatt a koncentráció változásának mértéke és sebessége a kezdeti teljesítményszinttől és a teljesítményszint változásának mértékétől függ; a 135Xe koncentráció változása nagyobb teljesítményszint-változás esetén nagyobb. A reaktor teljesítményének csökkentésekor a folyamat megfordul.

A jód-135 az urán hasadási terméke, hozama kb. 6% (a hasadás során keletkező tellúr-135 bomlásából szinte azonnal keletkező jód-135-öt is beleszámítva). Ez a 135I 6,57 órás felezési idővel bomlik 135Xe-re. Egy működő atomreaktorban tehát folyamatosan 135Xe keletkezik. A 135Xe-nek nagyon nagy a neutronelnyelési keresztmetszete, így az atomreaktor magjának nagy neutronáramú környezetében a 135Xe hamarosan elnyeli a neutront, és csaknem stabil 136Xe-vé válik. Így körülbelül 50 óra alatt a 135Xe koncentrációja eléri az egyensúlyt, ahol a 135I bomlással történő keletkezése egyensúlyban van a neutronelnyeléssel történő megsemmisülésével.

Amikor a reaktor teljesítményét csökkentik vagy a neutronelnyelő szabályozó rudak behelyezésével leállítják, a reaktor neutronáramlása csökken, és az egyensúly kezdetben a magasabb 135Xe koncentráció felé tolódik el. A 135Xe koncentráció körülbelül 11,1 órával a reaktorteljesítmény csökkentése után éri el a csúcsot. Mivel a 135Xe felezési ideje 9,2 óra, a 135Xe koncentráció 72 óra alatt fokozatosan csökken vissza alacsony szintre.

A 135Xe átmenetileg magas szintje és a nagy neutronelnyelési keresztmetszete miatt a reaktor újraindítása több órán keresztül nehézkes. A neutronelnyelő 135Xe szabályzó rúdként működik, csökkentve a reaktivitást. A reaktor 135Xe hatása miatti indíthatatlanságát néha xenon által megakadályozott indításnak nevezik, és a reaktort “mérgezettnek” mondják. Azt az időtartamot, amíg a reaktor nem képes legyőzni a 135Xe hatását, “xenon holtidőnek” nevezik.

Ha elegendő reaktivitás-szabályozó hatóság áll rendelkezésre, a reaktor újraindítható, de a xenon kiégés átmeneti időszakát gondosan kell kezelni. A szabályozó rudak kihúzásával és a kritikusság elérésével a neutronáram több nagyságrenddel megnő, és a 135Xe elkezd neutronokat elnyelni és 136Xe-vé transzmutálódni. A reaktor elégeti a nukleáris mérget. Ahogy ez megtörténik, a reaktivitás és a neutronáram növekszik, és a szabályozórudakat fokozatosan vissza kell helyezni, hogy ellensúlyozzák a 135Xe neutronelnyelésének csökkenését. Ellenkező esetben a reaktor neutronfluxusa tovább növekszik, még több xenon-mérget égetve el, az elszabadult kritikusság felé vezető úton. Ennek a kiégési tranziensnek az időállandója a reaktor kialakításától, a reaktor elmúlt néhány napra vonatkozó teljesítményszint-történetétől és az új teljesítménybeállítástól függ. Egy tipikus 50%-os teljesítményről 100%-os teljesítményre történő tipikus lépés esetén a 135Xe koncentráció körülbelül 3 órán keresztül csökken.

A xenonmérgezés előrejelzésének és kezelésének, valamint az azt követő kiégés megfelelő kompenzálásának elmulasztása hozzájárult a csernobili katasztrófához; a kisebb teljesítményre való visszavezetés során az üzemeltetői hiba és a xenonmérgezés kombinációja miatt a reaktor hőteljesítménye a leálláshoz közeli szintre csökkent. A személyzetnek a teljesítmény helyreállítására tett erőfeszítései, beleértve a SKALA számítógép automatizált irányítása alatt nem álló vezérlő rudak kézi kivonását, a reaktort rendkívül veszélyes állapotba hozták. Egy sikertelen SCRAM-eljárás, amelynek következtében a vezérlő rudak olyan szinten akadtak el, amely valójában növelte a reaktivitást, termikus tranzienshez és gőzrobbanáshoz vezetett, amely szétszakította a reaktort.

A folyamatos újrafeldolgozást alkalmazó reaktorok, mint sok olvadt só reaktor tervei, képesek lehetnek a 135Xe kivonására az üzemanyagból, és elkerülhetik ezeket a hatásokat. A folyékony üzemanyagú reaktorokban nem alakulhat ki xenon-inhomogenitás, mert az üzemanyag szabadon keveredhet. Az olvadt só reaktor kísérlet azt is kimutatta, hogy a folyékony üzemanyag cseppek formájában történő permetezése egy gáztéren keresztül a recirkuláció során lehetővé teheti a xenon és a kripton távozását az üzemanyagsókból. A xenon-135 eltávolítása a neutronoktól azonban azt is eredményezi, hogy a reaktorban több keletkezik a hosszú élettartamú hasadási termékből, a cézium-135-ből.