Într-un reactor nuclear tipic alimentat cu uraniu-235, prezența 135Xe ca produs de fisiune pune probleme proiectanților și operatorilor din cauza secțiunii transversale mari de absorbție a neutronilor. Deoarece absorbția neutronilor poate afecta în mod negativ capacitatea unui reactor nuclear de a crește puterea, reactoarele sunt proiectate pentru a atenua acest efect; operatorii sunt instruiți să anticipeze și să reacționeze în mod corespunzător la aceste tranzitorii. De fapt, în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, Enrico Fermi a suspectat efectul Xe-135 și a urmat sfatul lui Emilio Segrè, contactându-l pe studentul său Chien-Shiung Wu. Lucrarea lui Wu, care urma să fie publicată în curând despre Xe-135, a verificat complet presupunerea lui Fermi că acesta a absorbit neutronii și a perturbat reactorul B care era folosit în proiectul lor.

În perioadele de funcționare în regim staționar la un nivel constant al fluxului de neutroni, concentrația de 135Xe se acumulează până la valoarea sa de echilibru pentru acea putere a reactorului în aproximativ 40-50 de ore. Atunci când puterea reactorului este mărită, concentrația de 135Xe scade inițial deoarece arderea este crescută la noul nivel de putere mai mare. Deoarece 95% din producția de 135Xe provine din dezintegrarea iodului-135, care are un timp de înjumătățire de 6,57 ore, producția de 135Xe rămâne constantă; în acest moment, concentrația de 135Xe atinge un nivel minim. Concentrația crește apoi până la noul nivel de echilibru (mai exact, nivelul de echilibru) pentru noul nivel de putere în aproximativ 40-50 de ore. În timpul primelor 4 până la 6 ore de la schimbarea de putere, amploarea și rata de schimbare a concentrației depind de nivelul inițial de putere și de valoarea schimbării nivelului de putere; schimbarea concentrației de 135Xe este mai mare pentru o schimbare mai mare a nivelului de putere. Atunci când puterea reactorului este redusă, procesul se inversează.

Iodul-135 este un produs de fisiune al uraniului cu un randament de aproximativ 6% (numărând și iodul-135 produs aproape imediat din dezintegrarea telurului-135 produs prin fisiune). Acest 135I se dezintegrează cu un timp de înjumătățire de 6,57 ore în 135Xe. Astfel, într-un reactor nuclear în funcțiune, 135Xe este produs în mod continuu. 135Xe are o secțiune transversală de absorbție a neutronilor foarte mare, astfel încât, în mediul cu flux mare de neutroni din miezul unui reactor nuclear, 135Xe absoarbe rapid un neutron și devine 136Xe aproape stabil. Astfel, în aproximativ 50 de ore, concentrația de 135Xe atinge un echilibru în care crearea sa prin dezintegrarea 135I este echilibrată cu distrugerea sa prin absorbția de neutroni.

Când puterea reactorului este redusă sau oprită prin introducerea barelor de control care absorb neutronii, fluxul de neutroni din reactor este redus și echilibrul se deplasează inițial spre o concentrație mai mare de 135Xe. Concentrația de 135Xe atinge un maxim la aproximativ 11,1 ore după ce puterea reactorului este redusă. Deoarece 135Xe are un timp de înjumătățire de 9,2 ore, concentrația de 135Xe scade treptat până la niveluri scăzute în decurs de 72 de ore.

Nivelul temporar ridicat de 135Xe, cu secțiunea sa transversală mare de absorbție a neutronilor, face dificilă repornirea reactorului timp de câteva ore. 135Xe care absoarbe neutronii acționează ca o bară de control, reducând reactivitatea. Incapacitatea unui reactor de a fi pornit din cauza efectelor 135Xe se numește uneori pornirea împiedicată de xenon, iar reactorul se spune că este „otrăvit”. Perioada de timp în care reactorul este incapabil să depășească efectele 135Xe se numește „timp mort al xenonului”.

Dacă este disponibilă o autoritate suficientă de control al reactivității, reactorul poate fi repornit, dar tranzitul de epuizare a xenonului trebuie gestionat cu atenție. Pe măsură ce barele de control sunt extrase și criticitatea este atinsă, fluxul de neutroni crește cu multe ordine de mărime, iar 135Xe începe să absoarbă neutroni și să fie transmutat în 136Xe. Reactorul arde otrava nucleară. Pe măsură ce acest lucru se întâmplă, reactivitatea și fluxul de neutroni cresc, iar barele de control trebuie să fie reintroduse treptat pentru a contracara pierderea absorbției neutronilor de către 135Xe. În caz contrar, fluxul de neutroni din reactor va continua să crească, arzând și mai mult xenon otrăvitor, pe calea spre criticitate de fugă. Constanta de timp pentru acest tranzitoriu de ardere depinde de designul reactorului, de istoricul nivelului de putere al reactorului din ultimele câteva zile și de noua setare a puterii. Pentru o creștere tipică de la o putere de 50% la o putere de 100%, concentrația de 135Xe scade timp de aproximativ 3 ore.

Eșecul de a anticipa și de a gestiona în mod corespunzător otrăvirea cu xenon și de a compensa pentru arderea ulterioară a fost un factor care a contribuit la dezastrul de la Cernobîl; în timpul unei treceri la o putere mai mică, o combinație de eroare a operatorului și otrăvire cu xenon a făcut ca puterea termică a reactorului să scadă la niveluri apropiate de cele de oprire. Eforturile depuse de echipaj pentru a restabili puterea, inclusiv retragerea manuală a barelor de control care nu se aflau sub controlul automat al computerului SKALA, au plasat reactorul într-o configurație extrem de nesigură. O procedură SCRAM eșuată, care a dus la blocarea barelor de control la un nivel care a crescut de fapt reactivitatea, a provocat un tranzitoriu termic și o explozie de abur care a sfâșiat reactorul.

Reactoarele care utilizează reprocesarea continuă, precum multe modele de reactoare cu sare topită, ar putea fi capabile să extragă 135Xe din combustibil și să evite aceste efecte. Reactoarele cu combustibil fluid nu pot dezvolta neomogenitate de xenon deoarece combustibilul este liber să se amestece. De asemenea, experimentul reactorului cu săruri topite a demonstrat că pulverizarea combustibilului lichid sub formă de picături printr-un spațiu gazos în timpul recirculării poate permite xenonului și kriptonului să părăsească sărurile de combustibil. Cu toate acestea, îndepărtarea xenonului-135 de expunerea la neutroni face, de asemenea, ca reactorul să producă o cantitate mai mare de cesiu-135, produs de fisiune cu durată lungă de viață.

.