Isotopes du samarium
Le samarium (Sm, numéro atomique 62) naturel est composé de cinq isotopes stables (144Sm, 149Sm, 150Sm, 152Sm et 154Sm) et de deux radioisotopes à très longue demi-vie, 147Sm et 148Sm. 146Sm a également une très longue demi-vie (1,03×108 a) mais il n'a pas encore été détecté dans le milieu naturel, et son existence comme nucléide primordial reste incertaine.
Samarium naturel
modifierLe samarium naturel est constitué de cinq isotopes stables (144Sm, 149Sm, 150Sm, 152Sm et 154Sm) et de deux radioisotopes quasi stables (nucléides primordiaux), 147Sm (demi-vie de 1,06 × 1011 a) et 148Sm (7 × 1015 a). Le samarium 147 est employé pour dater les roches (datation samarium-néodyme).
On soupçonne l'existence de traces de 146Sm comme nucléide primordial, mais il n'a pas encore été détecté. Cette détection est compliquée parce que les éléments à l'état d'ultra-traces sont généralement analysés par spectrométrie de masse, or cette technique ne peut distinguer 146Sm de son isobare 146Nd ; le signal du néodyme 146 empêche donc de voir l'éventuel signal du samarium 146[1].
| Isotope | Abondance
(pourcentage molaire) |
|---|---|
| 144Sm | 3,07 (7) % |
| 146Sm | Traces (?) |
| 147Sm | 14,99 (18) % |
| 148Sm | 11,24 (10) % |
| 149Sm | 13,82 (7) % |
| 150Sm | 7,38 (1) % |
| 152Sm | 26,75 (16) % |
| 154Sm | 22,75 (29) % |
Table
modifier| Symbole de l'isotope |
Z (p) | N (n) | Masse isotopique (u) | Demi-vie[n 1] | Mode(s) de désintégration[2],[n 2] |
Isotope(s)-fils[n 3] | Spin
nucléaire |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Énergie d'excitation | |||||||
| 128Sm | 62 | 66 | 127,95808(54)# | 0,5# s | 0+ | ||
| 129Sm | 62 | 67 | 128,95464(54)# | 550(100) ms | 5/2+# | ||
| 130Sm | 62 | 68 | 129,94892(43)# | 1# s | β+ | 130Pm | 0+ |
| 131Sm | 62 | 69 | 130,94611(32)# | 1,2(2) s | β+ | 131Pm | 5/2+# |
| β+, p (rare) | 130Nd | ||||||
| 132Sm | 62 | 70 | 131,94069(32)# | 4,0(3) s | β+ | 132Pm | 0+ |
| β+, p | 131Nd | ||||||
| 133Sm | 62 | 71 | 132,93867(21)# | 2,90(17) s | β+ | 133Pm | (5/2+) |
| β+, p | 132Nd | ||||||
| 134Sm | 62 | 72 | 133,93397(21)# | 10(1) s | β+ | 134Pm | 0+ |
| 135Sm | 62 | 73 | 134,93252(17) | 10,3(5) s | β+ (99,98 %) | 135Pm | (7/2+) |
| β+, p (0,02 %) | 134Nd | ||||||
| 135mSm | 0(300)# keV | 2,4(9) s | β+ | 135Pm | (3/2+,5/2+) | ||
| 136Sm | 62 | 74 | 135,928276(13) | 47(2) s | β+ | 136Pm | 0+ |
| 136mSm | 2264,7(11) keV | 15(1) µs | (8−) | ||||
| 137Sm | 62 | 75 | 136,92697(5) | 45(1) s | β+ | 137Pm | (9/2−) |
| 137mSm | 180(50)# keV | 20# s | β+ | 137Pm | 1/2+# | ||
| 138Sm | 62 | 76 | 137,923244(13) | 3,1(2) min | β+ | 138Pm | 0+ |
| 139Sm | 62 | 77 | 138,922297(12) | 2,57(10) min | β+ | 139Pm | 1/2+ |
| 139mSm | 457,40(22) keV | 10,7(6) s | TI (93,7 %) | 139Sm | 11/2− | ||
| β+ (6,3 %) | 139Pm | ||||||
| 140Sm | 62 | 78 | 139,918995(13) | 14,82(12) min | β+ | 140Pm | 0+ |
| 141Sm | 62 | 79 | 140,918476(9) | 10,2(2) min | β+ | 141Pm | 1/2+ |
| 141mSm | 176,0(3) keV | 22,6(2) min | β+ (99,69 %) | 141Pm | 11/2− | ||
| TI (0,31 %) | 141Sm | ||||||
| 142Sm | 62 | 80 | 141,915198(6) | 72,49(5) min | β+ | 142Pm | 0+ |
| 143Sm | 62 | 81 | 142,914628(4) | 8,75(8) min | β+ | 143Pm | 3/2+ |
| 143m1Sm | 753,99(16) keV | 66(2) s | TI (99,76 %) | 143Sm | 11/2− | ||
| β+ (0,24 %) | 143Pm | ||||||
| 143m2Sm | 2793,8(13) keV | 30(3) ms | 23/2(−) | ||||
| 144Sm | 62 | 82 | 143,911999(3) | Observé stable[n 4] | 0+ | ||
| 144mSm | 2323,60(8) keV | 880(25) ns | 6+ | ||||
| 145Sm | 62 | 83 | 144,913410(3) | 340(3) d | CE | 145Pm | 7/2− |
| 145mSm | 8786,2(7) keV | 990(170) ns [0,96(+19−15) µs] |
(49/2+) | ||||
| 146Sm[n 5] | 62 | 84 | 145,913041(4) | 1,03(5)×108 a | α | 142Nd | 0+ |
| 147Sm[n 5],[n 6],[n 7] | 62 | 85 | 146,9148979(26) | 1,06(2)×1011 a | α | 143Nd | 7/2− |
| 148Sm[n 5] | 62 | 86 | 147,9148227(26) | 7(3)×1015 a | α | 144Nd | 0+ |
| 149Sm[n 6],[n 8] | 62 | 87 | 148,9171847(26) | Observé stable[n 9] | 7/2− | ||
| 150Sm | 62 | 88 | 149,9172755(26) | Observé stable[n 10] | 0+ | ||
| 151Sm[n 6],[n 8] | 62 | 89 | 150,9199324(26) | 88,8(24) a | β− | 151Eu | 5/2− |
| 151mSm | 261,13(4) keV | 1,4(1) µs | (11/2)− | ||||
| 152Sm[n 6] | 62 | 90 | 151,9197324(27) | Observé stable[n 11] | 0+ | ||
| 153Sm[n 6] | 62 | 91 | 152,9220974(27) | 46,284(4) h | β− | 153Eu | 3/2+ |
| 153mSm | 98,37(10) keV | 10,6(3) ms | TI | 153Sm | 11/2− | ||
| 154Sm[n 6] | 62 | 92 | 153,9222093(27) | Observé stable[n 12] | 0+ | ||
| 155Sm | 62 | 93 | 154,9246402(28) | 22,3(2) min | β− | 155Eu | 3/2− |
| 156Sm | 62 | 94 | 155,925528(10) | 9,4(2) h | β− | 156Eu | 0+ |
| 156mSm | 1397,55(9) keV | 185(7) ns | 5− | ||||
| 157Sm | 62 | 95 | 156,92836(5) | 8,03(7) min | β− | 157Eu | (3/2−) |
| 158Sm | 62 | 96 | 157,92999(8) | 5,30(3) min | β− | 158Eu | 0+ |
| 159Sm | 62 | 97 | 158,93321(11) | 11,37(15) s | β− | 159Eu | 5/2− |
| 160Sm | 62 | 98 | 159,93514(21)# | 9,6(3) s | β− | 160Eu | 0+ |
| 161Sm | 62 | 99 | 160,93883(32)# | 4,8(8) s | β− | 161Eu | 7/2+# |
| 162Sm | 62 | 100 | 161,94122(54)# | 2,4(5) s | β− | 162Eu | 0+ |
| 163Sm | 62 | 101 | 162,94536(75)# | 1# s | β− | 163Eu | 1/2−# |
| 164Sm | 62 | 102 | 163,94828(86)# | 500# ms | β− | 164Eu | 0+ |
| 165Sm | 62 | 103 | 164,95298(97)# | 200# ms | β− | 165Eu | 5/2−# |
- En gras pour les isotopes avec des demi-vies plus grandes que l'âge de l'univers (presque stables).
- Abréviations :
CE : capture électronique ;
TI : transition isomérique. - Isotopes stables en gras.
- Théoriquement capable de se désintégrer par désintégration α en 140Nd ou par β+β+ en 144Nd.
- Radioisotope primordial.
- Produit de fission.
- Utilisé pour la datation par le samarium-néodyme.
- Poison à neutrons dans les réacteurs nucléaires.
- Théoriquement capable de se désintégrer par désintégration α en 145Nd avec une demi-vie supérieure à 2 × 1015 années.
- Théoriquement capable de se désintégrer par désintégration α en 146Nd.
- Théoriquement capable de se désintégrer par désintégration α en 148Nd.
- Théoriquement capable de β−β− en 154Gd avec une demi-vie supérieure à 2,3 × 1018 années.
Notes
modifier- Des échantillons géologiques exceptionnels sont connus pour lesquels la composition isotopique se trouve en dehors de la plage donnée. L'incertitude sur la masse atomique peut excéder la valeur donnée pour de tels spécimens.
- Les valeurs notées # ne viennent pas uniquement de données expérimentales, mais sont au moins partiellement extrapolées à partir de tendances observées. Les spins dont la détermination est fragile sont entre parenthèses.
- Les incertitudes sont données en forme courte entre parenthèses après les derniers chiffres significatifs correspondant. Les valeurs d'incertitude sont données pour un écart-type, sauf pour la composition isotopique et la masse atomique standard venant de l'IUPAC, qui utilise les incertitudes étendues.
Notes et références
modifier- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Isotopes of samarium » (voir la liste des auteurs).
- Masses isotopiques issues de :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et 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 issues de :
- (en) J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman et 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-vie, spin, et données isomériques issues des sources suivantes :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et 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, CRC Handbook of Chemistry and Physics, D. R. Lide, CRC Press, , 85e éd., 2712 p. (ISBN 978-0-8493-0485-9, lire en ligne), « Table of the Isotopes », Section 11
- (en) Samir Maji, Susanta Lahiri, Birgit Wierczinski et Gunther Korschinek, « Separation of samarium and neodymium: a prerequisite for getting signals from nuclear synthesis », Analyst, vol. 131, no 12, (ISSN 1364-5528, DOI 10.1039/B608157F, lire en ligne, consulté le )
- (en) Universal Nuclide Chart
| 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 |
