W typowym reaktorze jądrowym zasilanym uranem-235, obecność 135Xe jako produktu rozszczepienia przedstawia projektantom i operatorom problemy ze względu na jego duży przekrój poprzeczny neutronów do absorpcji. Ponieważ pochłanianie neutronów może negatywnie wpływać na zdolność reaktora jądrowego do zwiększania mocy, reaktory są projektowane tak, aby złagodzić ten efekt; operatorzy są szkoleni, aby właściwie przewidywać i reagować na takie stany przejściowe. W rzeczywistości, podczas II wojny światowej, Enrico Fermi podejrzewał efekt działania Xe-135 i podążył za radą Emilio Segrè, kontaktując się z jego studentem Chien-Shiung Wu. Opublikowana wkrótce praca Wu na temat Xe-135 całkowicie zweryfikowała przypuszczenia Fermiego, że pochłania on neutrony i zakłóca pracę reaktora B, który był wykorzystywany w ich projekcie.

Podczas okresów pracy w stanie ustalonym przy stałym poziomie strumienia neutronów, stężenie 135Xe wzrasta do wartości równowagowej dla danej mocy reaktora w ciągu około 40-50 godzin. Kiedy moc reaktora zostaje zwiększona, stężenie 135Xe początkowo maleje, ponieważ przy nowym, wyższym poziomie mocy zwiększa się stopień wypalenia. Ponieważ 95% produkcji 135Xe pochodzi z rozpadu jodu-135, którego okres połowicznego zaniku wynosi 6,57 godziny, produkcja 135Xe pozostaje stała; w tym momencie stężenie 135Xe osiąga minimum. Następnie stężenie wzrasta do nowego poziomu równowagi (dokładniej poziomu stanu ustalonego) dla nowego poziomu mocy w czasie około 40 do 50 godzin. W ciągu pierwszych 4 do 6 godzin po zmianie mocy wielkość i tempo zmian stężenia zależą od początkowego poziomu mocy oraz od wielkości zmiany poziomu mocy; zmiana stężenia 135Xe jest większa przy większej zmianie poziomu mocy. Po zmniejszeniu mocy reaktora proces ulega odwróceniu.

Jod-135 jest produktem rozszczepienia uranu o wydajności około 6% (licząc również jod-135 powstający niemal natychmiast z rozpadu rozszczepionego telluru-135). Ten 135I rozpada się z 6,57-godzinnym okresem połowicznego zaniku na 135Xe. Tak więc w działającym reaktorze jądrowym 135Xe jest produkowany w sposób ciągły. 135Xe ma bardzo duży przekrój poprzeczny na pochłanianie neutronów, więc w środowisku o wysokim strumieniu neutronów w rdzeniu reaktora jądrowego, 135Xe szybko pochłania neutron i staje się prawie stabilnym 136Xe. W ten sposób, w ciągu około 50 godzin, stężenie 135Xe osiąga równowagę, gdzie jego tworzenie przez rozpad 135I jest zrównoważone z jego niszczeniem przez absorpcję neutronów.

Gdy moc reaktora jest zmniejszona lub wyłączona przez włożenie prętów kontrolnych pochłaniających neutrony, strumień neutronów w reaktorze jest zmniejszony i równowaga przesuwa się początkowo w kierunku wyższego stężenia 135Xe. Stężenie 135Xe osiąga szczyt około 11,1 godziny po zmniejszeniu mocy reaktora. Ponieważ 135Xe ma 9,2-godzinny okres półtrwania, stężenie 135Xe stopniowo spada z powrotem do niskiego poziomu w ciągu 72 godzin.

Tymczasowo wysoki poziom 135Xe z jego wysokim przekrojem absorpcji neutronów utrudnia ponowne uruchomienie reaktora przez kilka godzin. Pochłaniający neutrony 135Xe działa jak pręt kontrolny, zmniejszając reaktywność. Niemożność uruchomienia reaktora z powodu działania 135Xe jest czasami określana jako rozruch uniemożliwiony przez ksenon, a o reaktorze mówi się, że jest „zatruty”. Okres czasu, w którym reaktor nie jest w stanie przezwyciężyć skutków działania 135Xe nazywany jest „czasem martwym ksenonowym”.

Jeśli dostępna jest wystarczająca władza kontroli reaktywności, reaktor może być ponownie uruchomiony, ale przejściowy okres wypalenia ksenonowego musi być starannie zarządzany. Gdy pręty regulacyjne są wyciągane i osiągana jest krytyczność, strumień neutronów wzrasta o wiele rzędów wielkości, a 135Xe zaczyna absorbować neutrony i ulegać transmutacji do 136Xe. Reaktor spala truciznę jądrową. W miarę jak to się dzieje, reaktywność i strumień neutronów wzrasta, a pręty regulacyjne muszą być stopniowo ponownie wkładane, aby przeciwdziałać utracie absorpcji neutronów przez 135Xe. W przeciwnym razie strumień neutronów w reaktorze będzie nadal wzrastał, wypalając jeszcze więcej trującego ksenonu i prowadząc do krytyczności awaryjnej. Stała czasowa dla tego przejściowego wypalenia zależy od konstrukcji reaktora, historii poziomów mocy reaktora z ostatnich kilku dni oraz nowego ustawienia mocy. W przypadku typowego zwiększenia mocy z 50% do 100%, stężenie 135Xe spada przez około 3 godziny.

Nieprzewidzenie i niewłaściwe zarządzanie zatruciem ksenonem oraz kompensowanie następującego po nim wypalenia było czynnikiem przyczyniającym się do katastrofy w Czarnobylu; podczas obniżania mocy, połączenie błędu operatora i zatrucia ksenonem spowodowało spadek mocy cieplnej reaktora do poziomu bliskiego wyłączenia. Podjęte przez załogę wysiłki mające na celu przywrócenie zasilania, w tym ręczne wycofanie prętów regulacyjnych niepodlegających automatycznej kontroli komputera SKALA, spowodowały, że reaktor znalazł się w wysoce niebezpiecznej konfiguracji. Nieudana procedura SCRAM, w wyniku której pręty regulacyjne zostały zablokowane na poziomie zwiększającym reaktywność, spowodowała przejściowy wzrost temperatury i eksplozję pary, która rozerwała reaktor na strzępy.

Reaktory wykorzystujące ciągłe przetwarzanie, jak wiele konstrukcji reaktorów na stopione sole, mogą być w stanie wyekstrahować 135Xe z paliwa i uniknąć tych skutków. W reaktorach na paliwie płynnym nie można uzyskać niejednorodności ksenonu, ponieważ paliwo może się swobodnie mieszać. Eksperyment z reaktorem na stopionych solach wykazał również, że rozpylanie ciekłego paliwa w postaci kropel w przestrzeni gazowej podczas recyrkulacji może pozwolić na opuszczenie soli paliwowych przez ksenon i krypton. Jednak usunięcie ksenonu-135 przed działaniem neutronów powoduje również, że reaktor wytwarza więcej długożyciowego produktu rozszczepienia – cezu-135.