Isotopes du polonium
On connaît 33 isotopes du polonium (symbole Po, numéro atomique 84), tous radioactifs, avec une masse atomique variant entre 188 et 220 u. Le polonium 210 (210Po) avec une demi-vie de 138,376 jours est l'isotope naturel ayant la période radioactive la plus longue. Le polonium 209 (209Po) avec une demi-vie de 103 ans est l'isotope avec la période la plus longue, mais il n'est pas présent à l'état naturel.
En raison de la présence de polonium dans toutes les chaînes de désintégration majeures (séries du radium, du thorium et de l'actinium), plusieurs isotopes du polonium ont reçu des appellations historiques, aujourd'hui tombées en désuétude.
Isotopes notables
modifierPolonium naturel
modifierTous les isotopes du polonium ont une demi-vie trop courte pour que cet élément soit réellement quantifiable sur Terre, cependant plusieurs isotopes sont présents à l'état de trace car faisant partie des grandes chaînes de désintégration : il s'agit des isotopes 210Po (le plus abondant et le seul isolable), 211Po, 212Po, 214Po, 215Po, 216Po et 218Po. Seul 210Po présente une demi-vie supérieure à 4 minutes.
Ce sont tous des émetteurs alpha presque purs ; leurs émissions gamma sont négligeables (environ 0,5 % d'intensité pour les deux raies gamma les plus intenses du 211Po, moins de 0,1 % pour les autres raies et les autres isotopes)
Polonium 210
modifierLe polonium 210 (210Po) est l'isotope du polonium dont le noyau est constitué de 84 protons et 126 neutrons. Il se désintègre par désintégration α en plomb 206 avec une demi-vie de 138,376 jours. En raison de sa présence dans la chaîne de désintégration du radium 226, il était historiquement appelé radium F.
Polonium 211
modifierLe polonium 211 fait partie de la chaîne de désintégration de l'uranium 235. Il était historiquement appelé actinium C.
Polonium 212
modifierLe polonium 212 (212Po) fait partie de la chaîne de désintégration du thorium 232. Il était historiquement appelé thorium C.
Le polonium 212 fait l'objet d'une controverse scientifique quant à sa structure. Il pourrait s'agir du seul noyau lourd ayant une structure en agrégat[1], mais les résultats expérimentaux sont sujets à interprétation[2].
Polonium 214
modifierLe polonium 214 fait partie de la chaîne de désintégration du radium 226. Il était historiquement appelé radium C.
Polonium 215
modifierLe polonium 215 fait partie de la chaîne de désintégration de l'uranium 235. Il était historiquement appelé actinium A.
Polonium 216
modifierLe polonium 216 fait partie de la chaîne de désintégration du thorium 232. Il était historiquement appelé thorium A.
Polonium 218
modifierLe polonium 218 fait partie de la chaîne de désintégration du radium 226. Il était historiquement appelé radium A.
Table des isotopes
modifier| Symbole de l'isotope |
Z (p) | N (n) | masse isotopique | Demi-vie | Mode(s) de désintégration[3],[n 1] |
Isotope(s)-fils[n 2] | Spin
nucléaire |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Énergie d'excitation | |||||||
| 188Po | 84 | 104 | 187,999422(21) | 430(180) µs [0,40(+20-15) ms] |
0+ | ||
| 189Po | 84 | 105 | 188,998481(24) | 5(1) ms | 3/2-# | ||
| 190Po | 84 | 106 | 189,995101(14) | 2,46(5) ms | α (99,9 %) | 186Pb | 0+ |
| β+ (0,1 %) | 190Bi | ||||||
| 191Po | 84 | 107 | 190,994574(12) | 22(1) ms | α | 187Pb | 3/2-# |
| β+ (rare) | 191Bi | ||||||
| 191mPo | 130(21) keV | 93(3) ms | (13/2+) | ||||
| 192Po | 84 | 108 | 191,991335(13) | 32,2(3) ms | α (99 %) | 188Pb | 0+ |
| β+ (1 %) | 192Bi | ||||||
| 192mPo | 2600(500)# keV | ~1 µs | 12+# | ||||
| 193Po | 84 | 109 | 192,99103(4) | 420(40) ms [370(+46-40) ms] |
α | 189Pb | 3/2-# |
| β+ (rare) | 193Bi | ||||||
| 193mPo | 100(30)# keV | 240(10) ms [243(+11-10) ms] |
α | 189Pb | (13/2+) | ||
| β+ (rare) | 193Bi | ||||||
| 194Po | 84 | 110 | 193,988186(13) | 0,392(4) s | α | 190Pb | 0+ |
| β+ (rare) | 194Bi | ||||||
| 194mPo | 2525(2) keV | 15(2) µs | (11-) | ||||
| 195Po | 84 | 111 | 194,98811(4) | 4,64(9) s | α (75 %) | 191Pb | 3/2-# |
| β+ (25 %) | 195Bi | ||||||
| 195mPo | 110(50) keV | 1,92(2) s | α (90 %) | 191Pb | 13/2+# | ||
| β+ (10 %) | 195Bi | ||||||
| TI (0,01 %) | 195Po | ||||||
| 196Po | 84 | 112 | 195,985535(14) | 5,56(12) s | α (94 %) | 192Pb | 0+ |
| β+ (6 %) | 196Bi | ||||||
| 196mPo | 2490,5(17) keV | 850(90) ns | (11-) | ||||
| 197Po | 84 | 113 | 196,98566(5) | 53,6(10) s | β+ (54 %) | 197Bi | (3/2-) |
| α (44 %) | 193Pb | ||||||
| 197mPo | 230(80)# keV | 25,8(1) s | α (84 %) | 193Pb | (13/2+) | ||
| β+ (16 %) | 197Bi | ||||||
| TI (0,01 %) | 197Po | ||||||
| 198Po | 84 | 114 | 197,983389(19) | 1,77(3) min | α (57 %) | 194Pb | 0+ |
| β+ (43 %) | 198Bi | ||||||
| 198m1Po | 2565,92(20) keV | 200(20) ns | 11- | ||||
| 198m2Po | 2691,86(20) keV | 750(50) ns | 12+ | ||||
| 199Po | 84 | 115 | 198,983666(25) | 5,48(16) min | β+ (92,5 %) | 199Bi | (3/2-) |
| α (7,5 %) | 195Pb | ||||||
| 199mPo | 312,0(28) keV | 4,17(4) min | β+ (73,5 %) | 199Bi | 13/2+ | ||
| α (24 %) | 195Pb | ||||||
| TI (2,5 %) | 199Po | ||||||
| 200Po | 84 | 116 | 199,981799(15) | 11,5(1) min | β+ (88,8 %) | 200Bi | 0+ |
| α (11,1 %) | 196Pb | ||||||
| 201Po | 84 | 117 | 200,982260(6) | 15,3(2) min | β+ (98,4 %) | 201Bi | 3/2- |
| α (1,6 %) | 197Pb | ||||||
| 201mPo | 424,1(24) keV | 8,9(2) min | TI (56 %) | 201Po | 13/2+ | ||
| CE (41 %) | 201Bi | ||||||
| α (2,9 %) | 197Pb | ||||||
| 202Po | 84 | 118 | 201,980758(16) | 44,7(5) min | β+ (98 %) | 202Bi | 0+ |
| α (2 %) | 198Pb | ||||||
| 202mPo | 2626,7(7) keV | >200 ns | 11- | ||||
| 203Po | 84 | 119 | 202,981420(28) | 36,7(5) min | β+ (99,89 %) | 203Bi | 5/2- |
| α (0,11 %) | 199Pb | ||||||
| 203m1Po | 641,49(17) keV | 45(2) s | TI (99,96 %) | 203Po | 13/2+ | ||
| α (0,04 %) | 199Pb | ||||||
| 203m2Po | 2158,5(6) keV | >200 ns | |||||
| 204Po | 84 | 120 | 203,980318(12) | 3,53(2) h | β+ (99,33 %) | 204Bi | 0+ |
| α (0,66 %) | 200Pb | ||||||
| 205Po | 84 | 121 | 204,981203(21) | 1,66(2) h | β+ (99,96 %) | 205Bi | 5/2- |
| α (0,04 %) | 201Pb | ||||||
| 205m1Po | 143,166(17) keV | 310(60) ns | 1/2- | ||||
| 205m2Po | 880,30(4) keV | 645 µs | 13/2+ | ||||
| 205m3Po | 1461,21(21) keV | 57,4(9) ms | TI | 205Po | 19/2- | ||
| 205m4Po | 3087,2(4) keV | 115(10) ns | 29/2- | ||||
| 206Po | 84 | 122 | 205,980481(9) | 8,8(1) d | β+ (94,55 %) | 206Bi | 0+ |
| α (5,45 %) | 202Pb | ||||||
| 206m1Po | 1585,85(11) keV | 222(10) ns | (8+)# | ||||
| 206m2Po | 2262,22(14) keV | 1,05(6) µs | (9-)# | ||||
| 207Po | 84 | 123 | 206,981593(7) | 5,80(2) h | β+ (99,97 %) | 207Bi | 5/2- |
| α (0,021 %) | 203Pb | ||||||
| 207m1Po | 68,573(14) keV | 205(10) ns | 1/2- | ||||
| 207m2Po | 1115,073(16) keV | 49(4) µs | 13/2+ | ||||
| 207m3Po | 1383,15(6) keV | 2,79(8) s | TI | 207Po | 19/2- | ||
| 208Po | 84 | 124 | 207,9812457(19) | 2,898(2) ans | α (99,99 %) | 204Pb | 0+ |
| β+ (0,00277 %) | 208Bi | ||||||
| 209Po | 84 | 125 | 208,9824304(20) | 102(5) ans | α (99,52 %) | 205Pb | 1/2- |
| β+ (0,48 %) | 209Bi | ||||||
| 210Po | 84 | 126 | 209,9828737(13) | 138,376(2) j | α | 206Pb | 0+ |
| 210mPo | 5057,61(4) keV | 263(5) ns | 16+ | ||||
| 211Po | 84 | 127 | 210,9866532(14) | 0,516(3) s | α | 207Pb | 9/2+ |
| 211m1Po | 1462(5) keV | 25,2(6) s | α (99,98 %) | 207Pb | (25/2+) | ||
| TI (0,016 %) | 211Po | ||||||
| 211m2Po | 2135,7(9) keV | 243(21) ns | (31/2-) | ||||
| 211m3Po | 4873,3(17) keV | 2,8(7) µs | (43/2+) | ||||
| 212Po | 84 | 128 | 211,9888680(13) | 299(2) ns | α | 208Pb | 0+ |
| 212mPo | 2911(12) keV | 45,1(6) s | α (99,93 %) | 208Pb | (18+) | ||
| TI (0,07 %) | 212Po | ||||||
| 213Po | 84 | 129 | 212,992857(3) | 3,65(4) µs | α | 209Pb | 9/2+ |
| 214Po | 84 | 130 | 213,9952014(16) | 164,3(20) µs | α | 210Pb | 0+ |
| 215Po | 84 | 131 | 214,9994200(27) | 1,781(4) ms | α (99,99 %) | 211Pb | 9/2+ |
| β− (2,3×10−4 %) | 215At | ||||||
| 216Po | 84 | 132 | 216,0019150(24) | 0,145(2) s | α | 212Pb | 0+ |
| β−β− (rare) | 216Rn | ||||||
| 217Po | 84 | 133 | 217,006335(7) | 1,47(5) s | α (95 %) | 213Pb | 5/2+# |
| β− (5 %) | 217At | ||||||
| 218Po | 84 | 134 | 218,0089730(26) | 3,10(1) min | α (99,98 %) | 214Pb | 0+ |
| β− (0,02 %) | 218At | ||||||
| 219Po | 84 | 135 | 219,01374(39)# | 2# min [>300 ns] |
7/2+# | ||
| 220Po | 84 | 136 | 220,01660(39)# | 40# s [>300 ns] |
0+ | ||
- Abréviations :
CE : capture électronique ;
TI : transition isomérique. - Isotopes stables en gras, isotopes presque stables (demi-vie supérieure à l'âge de l'univers) en gras et italique.
Remarques
modifier- Les valeurs marquées # ne sont pas purement dérivées des données expérimentales, mais aussi au moins en partie à partir des tendances systématiques. Les spins avec des arguments d'affectation faibles sont entre parenthèses.
- Les incertitudes sont données de façon concise entre parenthèses après la décimale correspondante. Les valeurs d'incertitude dénotent un écart-type, à l'exception de la composition isotopique et de la masse atomique standard de l'IUPAC qui utilisent les incertitudes élargies.
- Les exposants m (ou m2, etc.) réfèrent à un isomère d'un isotope particulier.
Notes et références
modifier- A. Astier, P. Petkov, M.-G. Porquet et D. S. Delion, « Novel Manifestation of $\ensuremath{\alpha}$-Clustering Structures: New ``$\ensuremath{\alpha}+^{208}\mathrm{Pb}$ States in $^{212}\mathrm{Po}$ Revealed by Their Enhanced $E1$ Decays », Physical Review Letters, vol. 104, no 4, , p. 042701 (DOI 10.1103/PhysRevLett.104.042701, lire en ligne, consulté le )
- A. Fernández, A. Jungclaus, P. Golubev et D. Rudolph, « Reinterpretation of excited states in $^{212}\mathrm{Po}$: Shell-model multiplets rather than $\ensuremath{\alpha}$-cluster states », Physical Review C, vol. 104, no 5, , p. 054316 (DOI 10.1103/PhysRevC.104.054316, lire en ligne, consulté le )
- (en) Universal Nuclide Chart
- Masse des isotopes depuis :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nuclear Physics A, vol. 729, , p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du ])
- Compositions isotopiques et masses atomiques standards :
- (en) J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor, « Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 75, no 6, , p. 683–800 (DOI 10.1351/pac200375060683, lire en ligne)
- (en) M. E. Wieser, « Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 78, no 11, , p. 2051–2066 (DOI 10.1351/pac200678112051, résumé, lire en ligne)
- Demi-vies, spins et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nuclear Physics A, vol. 729, , p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du ])
- (en) National Nuclear Data Center, « NuDat 2.1 database », Brookhaven National Laboratory (consulté en )
- (en) N. E. Holden et D. R. Lide (dir.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, , 85e éd., 2712 p. (ISBN 978-0-8493-0485-9, lire en ligne), « Table of the Isotopes », Section 11
- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Isotopes of polonium » (voir la liste des auteurs).
| 1 | H | He | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||
| 3 | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||
| 4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||
| 5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||||||||||||||
| 6 | Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
| 7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
