Isotopes de l'yttrium
L'yttrium (Y) possède 33 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 76 et 108[1], et 29 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, un seul est stable, 89Y, et constitue l'intégralité de l'yttrium naturellement présent, faisant de l'yttrium un élément monoisotopique ainsi qu'un élément mononucléidique. Sa masse atomique standard est donc la masse isotopique de 89Y, soit 88,905 85(2) u.
Parmi les 32 radioisotopes de l'yttrium, les plus stables sont 88Y, avec une demi-vie de 106,626 jours, et 91Y avec une demi-vie de 58,51 jours. Tous les autres isotopes ont des demi-vies inférieures à un jour, excepté 87Y (79,8 heures) et 90Y (64 heures). Le moins stable est 106Y avec une demi-vie de 200 ns.
Les isotopes plus légers que 89Y se désintègrent principalement par émission de positron (β+), à l'exception de l'isotope très léger 77Y qui se désintègre principalement par émission de proton, tous en isotopes du strontium. Les radioisotopes plus lourds se désintègrent eux principalement par désintégration β−, ou pour certains, de façon non négligeable, par désintégration β− et émission de neutron, tous en isotopes du zirconium.
De multiples états d'excitation ont été observés pour 80Y et 97Y[1]. Alors que la plupart des isomères de l'yttrium sont moins stables que leur état de base, 78mY, 84mY, 85mY, 96mY, 98m1Y, 100mY, et 102mY possèdent des demi-vies plus longues, parce qu'ils se désintègrent par décroissance β plutôt que par transition isomérique[2].
Les isotopes de l'yttrium sont parmi les produits de fissions les plus communs engendrés par la fission d'atomes d'uranium lors des explosions nucléaires ou dans les centrales nucléaires. En matière de gestion des déchets, les isotopes les plus importants sont 91Y et 90Y, avec des périodes radioactives de 58,51 jours et 64 heures respectivement[1]. Le premier est formé directement lors de la fission des noyaux d'uranium, le second par désintégration du strontium 90.
Isotopes notables
modifierYttrium 90
modifierL'yttrium 90 (90Y) est l'isotope de l'yttrium dont le noyau est constitué de 39 protons et de 51 neutrons. C'est un radioisotope artificiel se désintégrant par désintégration β− en zirconium 90 avec une demi-vie de 3,19 heures. Malgré sa demi-vie courte, il est en équilibre séculaire avec son isotope parent à période longue, le strontium 90 (demi-vie de 29 ans).
Il est utilisé en radiothérapie.
Table des isotopes
modifier| Symbole de l'isotope |
Z (p) | N (n) | Masse isotopique (u) | Demi-vie[n 1] | Mode(s) de désintégration[3],[n 2] |
Isotope(s)-fils[n 3] | Spin nucléaire |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Énergie d'excitation | |||||||
| 76Y | 39 | 37 | 75,95845(54)# | 500# ns [>170 ns] | |||
| 77Y | 39 | 38 | 76,94965(7)# | 63(17) ms | p (>99,9 %) | 76Sr | 5/2+# |
| β+ (<0,1 %) | 77Sr | ||||||
| 78Y | 39 | 39 | 77,94361(43)# | 54(5) ms | β+ | 78Sr | (0+) |
| 78mY | 0(500)# keV | 5,8(5) s | 5+# | ||||
| 79Y | 39 | 40 | 78,93735(48) | 14,8(6) s | β+ (>99,9 %) | 79Sr | (5/2+)# |
| β+, p (<0,1 %) | 78Rb | ||||||
| 80Y | 39 | 41 | 79,93428(19) | 30,1(5) s | β+ | 80Sr | 4- |
| 80m1Y | 228,5(1) keV | 4,8(3) s | (1-) | ||||
| 80m2Y | 312,6(9) keV | 4,7(3) µs | (2+) | ||||
| 81Y | 39 | 42 | 80,92913(7) | 70,4(10) s | β+ | 81Sr | (5/2+) |
| 82Y | 39 | 43 | 81,92679(11) | 8,30(20) s | β+ | 82Sr | 1+ |
| 82m1Y | 402,63(14) keV | 268(25) ns | 4- | ||||
| 82m2Y | 507,50(13) keV | 147(7) ns | 6+ | ||||
| 83Y | 39 | 44 | 82,92235(5) | 7,08(6) min | β+ | 83Sr | 9/2+ |
| 83mY | 61,98(11) keV | 2,85(2) min | β+ (60 %) | 83Sr | (3/2-) | ||
| TI (40 %) | 83Y | ||||||
| 84Y | 39 | 45 | 83,92039(10) | 4,6(2) s | β+ | 84Sr | 1+ |
| 84mY | -80(190) keV | 39,5(8) min | β+ | 84Sr | (5-) | ||
| 85Y | 39 | 46 | 84,916433(20) | 2,68(5) h | β+ | 85Sr | (1/2)- |
| 85m1Y | 19,8(5) keV | 4,86(13) h | β+ (99,998 %) | 85Sr | 9/2+ | ||
| TI (0,002 %) | 85Y | ||||||
| 85m2Y | 266,30(20) keV | 178(6) ns | 5/2- | ||||
| 86Y | 39 | 47 | 85,914886(15) | 14,74(2) h | β+ | 86Sr | 4- |
| 86m1Y | 218,30(20) keV | 48(1) min | TI (99,31 %) | 86Y | (8+) | ||
| β+ (0,69 %) | 86Sr | ||||||
| 86m2Y | 302,2(5) keV | 125(6) ns | (7-) | ||||
| 87Y | 39 | 48 | 86,9108757(17) | 79,8(3) h | β+ | 87Sr | 1/2- |
| 87mY | 380,82(7) keV | 13,37(3) h | TI (98,43 %) | 87Y | 9/2+ | ||
| β+ (1,56 %) | 87Sr | ||||||
| 88Y | 39 | 49 | 87,9095011(20) | 106,616(13) j | β+ | 88Sr | 4- |
| 88m1Y | 674,55(4) keV | 13,9(2) ms | TI | 88Y | (8)+ | ||
| 88m2Y | 392,86(9) keV | 300(3) µs | 1+ | ||||
| 89Y[n 4] | 39 | 50 | 88,9058483(27) | Stable | 1/2- | ||
| 89mY | 908,97(3) keV | 15,663(5) s | TI | 89Y | 9/2+ | ||
| 90Y[n 4] | 39 | 51 | 89,9071519(27) | 64,053(20) h | β− | 90Zr | 2- |
| 90mY | 681,67(10) keV | 3,19(6) h | TI (99,99 %) | 90Y | 7+ | ||
| β− (0,0018 %) | 90Zr | ||||||
| 91Y[n 4] | 39 | 52 | 90,907305(3) | 58,51(6) j | β− | 91Zr | 1/2- |
| 91mY | 555,58(5) keV | 49,71(4) min | TI(98,5 %) | 91Y | 9/2+ | ||
| β− (1,5 %) | 91Zr | ||||||
| 92Y | 39 | 53 | 91,908949(10) | 3,54(1) h | β− | 92Zr | 2- |
| 93Y | 39 | 54 | 92,909583(11) | 10,18(8) h | β− | 93Zr | 1/2- |
| 93mY | 758,719(21) keV | 820(40) ms | TI | 93Y | 7/2+ | ||
| 94Y | 39 | 55 | 93,911595(8) | 18,7(1) min | β− | 94Zr | 2- |
| 95Y | 39 | 56 | 94,912821(8) | 10,3(1) min | β− | 95Zr | 1/2- |
| 96Y | 39 | 57 | 95,915891(25) | 5,34(5) s | β− | 96Zr | 0- |
| 96mY | 1140(30) keV | 9,6(2) s | β− | 96Zr | (8)+ | ||
| 97Y | 39 | 58 | 96,918134(13) | 3,75(3) s | β− (99,942 %) | 97Zr | (1/2-) |
| β−, n (0,058 %) | 96Zr | ||||||
| 97m1Y | 667,51(23) keV | 1,17(3) s | β− (99,3 %) | 97Zr | (9/2)+ | ||
| TI (0,7 %) | 97Y | ||||||
| β−, n (0,08 %) | 96Zr | ||||||
| 97m2Y | 3523,3(4) keV | 142(8) ms | (27/2-) | ||||
| 98Y | 39 | 59 | 97,922203(26) | 0,548(2) s | β− (99,669 %) | 98Zr | (0)- |
| β−, n (0,331 %) | 97Zr | ||||||
| 98m1Y | 170,74(6) keV | 620(80) ns | (2)- | ||||
| 98m2Y | 410(30) keV | 2,0(2) s | β− (86,6 %) | 98Zr | (5+,4-) | ||
| TI (10 %) | 98Y | ||||||
| β−, n (3,4 %) | 97Zr | ||||||
| 98m3Y | 496,19(15) keV | 7,6(4) µs | (2-) | ||||
| 98m4Y | 1181,1(4) keV | 0,83(10) µs | (8-) | ||||
| 99Y | 39 | 60 | 98,924636(26) | 1,470(7) s | β− (98,1 %) | 99Zr | (5/2+) |
| β−, n (1,9 %) | 98Zr | ||||||
| 99mY | 2141,65(19) keV | 8,6(8) µs | (17/2+) | ||||
| 100Y | 39 | 61 | 99,92776(8) | 735(7) ms | β− (98,98 %) | 100Zr | 1-,2- |
| β−, n (1,02 %) | 99Zr | ||||||
| 100mY | 200(200)# keV | 940(30) ms | β− | 100Zr | (3,4,5)(+#) | ||
| 101Y | 39 | 62 | 100,93031(10) | 426(20) ms | β− (98,06 %) | 101Zr | (5/2+) |
| β−, n (1,94 %) | 100Zr | ||||||
| 102Y | 39 | 63 | 101,93356(9) | 0,30(1) s | β− (95,1 %) | 102Zr | |
| β−, n (4,9 %) | 101Zr | ||||||
| 102mY | 200(200)# keV | 360(40) ms | β− (94 %) | 102Zr | high | ||
| β−, n (6 %) | 101Zr | ||||||
| 103Y | 39 | 64 | 102,93673(32)# | 224(19) ms | β− (91,7 %) | 103Zr | 5/2+# |
| β−, n (8,3 %) | 102Zr | ||||||
| 104Y | 39 | 65 | 103,94105(43)# | 180(60) ms | β− | 104Zr | |
| 105Y | 39 | 66 | 104,94487(54)# | 60# ms [>300 ns] | β− | 105Zr | 5/2+# |
| 106Y | 39 | 67 | 105,94979(75)# | 50# ms [>300 ns] | β− | 106Zr | |
| 107Y | 39 | 68 | 106,95414(54)# | 30# ms [>300 ns] | 5/2+# | ||
| 108Y | 39 | 69 | 107,95948(86)# | 20# ms [>300 ns] | |||
- 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.
- produit de fission.
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 des incertitudes élargies[4].
Notes et références
modifier- (en) NNDC contributors, « Chart of Nuclides », Upton, New York, National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory, (consulté le )
- (en) Georges Audi, « The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties », Nuclear Physics A, Atomic Mass Data Center, vol. 729, , p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001)
- (en) Universal Nuclide Chart
- (en) « 2.5.7. Standard and expanded uncertainties », Engineering Statistics Handbook (consulté le )
- Masse des isotopes depuis :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nucl. Phys. 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 et P. D. P. Taylor, « Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) », Pure Appl. Chem., 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 Appl. Chem., vol. 78, no 11, , p. 2051–2066 (DOI 10.1351/pac200678112051, lire en ligne), résumé
- Demi-vies, spins et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nucl. Phys. 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 », Laboratoire national de Brookhaven (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) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Isotopes of yttrium » (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 |
