Isotopes du cérium

Le cérium (Ce, numéro atomique 58) possède 39 isotopes connus, de nombre de masse variant de 119 à 157, ainsi que 10 isomères nucléaires. Parmi eux, quatre sont stables : 136Ce, 138Ce, 140Ce et 142Ce, et forment l'intégralité du cérium naturel, 140Ce étant majoritaire. On attribue au cérium une masse atomique standard de 140,116(1) u.

Le cérium possède donc des radioisotopes, tous artificiels, et un nombre important d'entre eux ont une demi-vie se comptant en jours : 144Ce (284,91 jours), 139Ce (137,641 jours), 143Ce (33,039 jours), 141Ce (32,508 jours), 135Ce (17,7 jours), 137Ce (9 jours) et 134Ce (3,16 jours). Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à un jour, et la plupart inférieure à une minute.

Parmi les isomères nucléaires celui à la plus longue demi-vie est 137mCe (34,4 jours).

Les radioisotopes plus légers que les isotopes stables se désintègrent tous principalement par émission de positron (désintégration β+) en isotopes du lanthane, à l’exception de 134Ce et 139Ce qui se désintègrent par capture électronique, également en isotopes du lanthane. Les isotopes les plus lourds se désintègrent eux tous par désintégration β− en isotopes du praséodyme.

Cérium naturel

Le cérium naturel est composé des quatre isotopes stables 136Ce, 138Ce, 140Ce et 142Ce. Parmi ceux-ci, 136Ce, 138Ce et 142Ce sont théoriquement capables de désintégration bêta bien que le phénomène n'ait jamais été observé.

Isotope Abondance

(pourcentage molaire)

 Gamme de variation

naturelle

136Ce 0,185 (2) % 0,185 - 0,186
138Ce 0,251 (2) % 0,251 - 0,254
140Ce 88,450 (51) %
142Ce 11,114 (51) %

Table des isotopes
Symbole
de l'isotope		 Z (p) N (n) Masse isotopique (u) Demi-vie[n 1] Mode(s) de
désintégration[1],[n 2]		 Isotope(s)

-fils[n 3]

 Spin

nucléaire

Énergie d'excitation
119Ce 58 61 118,95276(64)# 200# ms β+ 119La 5/2+#
120Ce 58 62 119,94664(75)# 250# ms β+ 120La 0+
121Ce 58 63 120,94342(54)# 1,1(1) s β+ 121La (5/2)(+#)
122Ce 58 64 121,93791(43)# 2# s β+ 122La 0+
β+, p 121Ba
123Ce 58 65 122,93540(32)# 3,8(2) s β+ 123La (5/2)(+#)
β+, p 122Ba
124Ce 58 66 123,93041(32)# 9,1(12) s β+ 124La 0+
125Ce 58 67 124,92844(21)# 9,3(3) s β+ 125La (7/2−)
β+, p 124Ba
126Ce 58 68 125,92397(3) 51,0(3) s β+ 126La 0+
127Ce 58 69 126,92273(6) 29(2) s β+ 127La 5/2+#
128Ce 58 70 127,91891(3) 3,93(2) min β+ 128La 0+
129Ce 58 71 128,91810(3) 3,5(3) min β+ 129La (5/2+)
130Ce 58 72 129,91474(3) 22,9(5) min β+ 130La 0+
130mCe 2453,6(3) keV 100(8) ns (7−)
131Ce 58 73 130,91442(4) 10,2(3) min β+ 131La (7/2+)
131mCe 61,8(1) keV 5,0(10) min β+ 131La (1/2+)
132Ce 58 74 131,911460(22) 3,51(11) h β+ 132La 0+
132mCe 2340,8(5) keV 9,4(3) ms TI 132Ce (8−)
133Ce 58 75 132,911515(18) 97(4) min β+ 133La 1/2+
133mCe 37,1(8) keV 4,9(4) j β+ 133La 9/2−
134Ce 58 76 133,908925(22) 3,16(4) j CE 134La 0+
135Ce 58 77 134,909151(12) 17,7(3) j β+ 135La 1/2(+)
135mCe 445,8(2) keV 20(1) s TI 135Ce (11/2−)
136Ce 58 78 135,907172(14) Observé stable[n 4] 0+
136mCe 3095,5(4) keV 2,2(2) µs 10+
137Ce 58 79 136,907806(14) 9,0(3) j β+ 137La 3/2+
137mCe 254,29(5) keV 34,4(3) j TI (99,22 %) 137Ce 11/2−
β+ (0,779 %) 137La
138Ce 58 80 137,905991(11) Observé stable[n 5] 0+
138mCe 2129,17(12) keV 8,65(20) ms TI 138Ce 7-
139Ce 58 81 138,906653(8) 137,641(20) j CE 139La 3/2+
139mCe 754,24(8) keV 56,54(13) s TI 139Ce 11/2−
140Ce[n 6] 58 82 139,9054387(26) Stable[n 7] 0+
140mCe 2107,85(3) keV 7,3(15) µs 6+
141Ce[n 6] 58 83 140,9082763(26) 32,508(13) j β− 141Pr 7/2−
142Ce[n 6] 58 84 141,909244(3) Observé stable[n 8] 0+
143Ce[n 6] 58 85 142,912386(3) 33,039(6) j β− 143Pr 3/2−
144Ce[n 6] 58 86 143,913647(4) 284,91(5) j β− 144mPr 0+
145Ce 58 87 144,91723(4) 3,01(6) min β− 145Pr (3/2−)
146Ce 58 88 145,91876(7) 13,52(13) min β− 146Pr 0+
147Ce 58 89 146,92267(3) 56,4(10) s β− 147Pr (5/2−)
148Ce 58 90 147,92443(3) 56(1) s β− 148Pr 0+
149Ce 58 91 148,9284(1) 5,3(2) s β− 149Pr (3/2−)#
150Ce 58 92 149,93041(5) 4,0(6) s β− 150Pr 0+
151Ce 58 93 150,93398(11) 1,02(6) s β− 151Pr 3/2−#
152Ce 58 94 151,93654(21)# 1,4(2) s β− 152Pr 0+
153Ce 58 95 152,94058(43)# 500# ms [>300 ns] β− 153Pr 3/2−#
154Ce 58 96 153,94342(54)# 300# ms [>300 ns] β− 154Pr 0+
155Ce 58 97 154,94804(64)# 200# ms [>300 ns] β− 155Pr 5/2−#
156Ce 58 98 155,95126(64)# 150# ms β− 156Pr 0+
157Ce 58 99 156,95634(75)# 50# ms β− 157Pr 7/2+#
  1. En gras pour les isotopes avec des demi-vies plus grandes que l'âge de l'univers (presque stables).
  2. Abréviations :
    CE : capture électronique ;
    TI : transition isomérique.
  3. Isotopes stables en gras.
  4. Théoriquement capable de β+β+ en 136Ba avec une demi-vie supérieure à 38×1015 années
  5. Théoriquement capable de β+β+ en 138Ba avec une demi-vie supérieure à 150×1012 années
  6. Produit de fission
  7. Théoriquement capable de fission spontanée
  8. Théoriquement capable de β−β− en 142Nd avec une demi-vie supérieure à 50×1015 années

Remarques
  • L'évaluation de la composition isotopique est valable pour la plupart des échantillons commerciaux, mais pas tous.
  • Il existe des échantillons géologiques exceptionnels dont la composition isotopique est en dehors de l'échelle donnée. L'incertitude sur la masse atomique de tels spécimens peut excéder les valeurs données.
  • 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.

Notes et références

Notes

    Références
    1. (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
    Tableau périodique des isotopes
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