Isotopes du ruthénium

Le ruthénium (Ru, numéro atomique 44) possède 34 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 87 et 120, et 7 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, sept sont stables, 96Ru, 98Ru, 99Ru, 100Ru, 101Ru, 102Ru et 104Ru ; ils constituent l'intégralité du ruthénium naturellement présent, le plus abondant étant 102Ru (31,5 %). On attribue au ruthénium une masse atomique standard de 101,07(2) u[1].

Parmi les 27 radioisotopes artificiels du ruthénium, les plus stables sont 106Ru (demi-vie de 373,59 jours), 103Ru (39,26 jours) 97Ru (2,79 jours) et 97Ru (1,643 heure). Tous les autres isotopes ont des demi-vie inférieure à une heure, et la plupart à une minute. L'isomère nucléaire le plus stable est 93m1Ru, avec une demi-vie de 10,8 secondes.

Les radioisotopes plus légers que les isotopes stables (A < 96 et 97Ru) se désintègrent principalement par émission de positron (β+) en isotopes du technétium. Les radioisotopes plus lourds (A > 104 et 103Ru) se désintègrent eux principalement par désintégration β− en isotopes du rhodium.

Isotopes notables

Ruthénium naturel

Le ruthénium naturel est constitué des sept isotopes stables, 96Ru, 98Ru, 99Ru, 100Ru, 101Ru, 102Ru et 104Ru. Tous sont théoriquement capables de fission spontanée, bien que cette dernière n'ait été observée dans aucun des cas. De même, 96Ru et 104Ru sont soupçonnés d'être faiblement radioactifs, se désintégrant respectivement par double émission bêta β+ en 96Mo avec une demi-vie supérieure à 6,7×1016 ans et par double émission bêta β− en 104Pd, mais encore une fois de telles désintégrations n'ont encore jamais été observées.

Isotope Abondance

(pourcentage molaire)

96Ru 5,54(14) %
98Ru 1,87 (3) %
99Ru 12,76 (14) %
100Ru 12,60 (7) %
101Ru 17,06 (2) %
102Ru 31,55 (14) %
104Ru 18,62 (27) %

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

fils[n 2]

 Spin

nucléaire

Énergie d'excitation
87Ru 43 86,94918(64)# 50# ms [>1,5 µs] β+ 87Tc 1/2-#
88Ru 44 87,94026(43)# 1,3(3) s [1,2(+3-2) s] β+ 88Tc 0+
89Ru 45 88,93611(54)# 1,38(11) s β+ 89Tc (7/2)(+#)
90Ru 46 89,92989(32)# 11,7(9) s β+ 90Tc 0+
91Ru 47 90,92629(63)# 7,9(4) s β+ 91Tc (9/2+)
91mRu 80(300)# keV 7,6(8) s β+ (>99,9 %) 91Tc (1/2-)
TI (<0,1 %) 91Ru
β+, p (<0,1 %) 90Mo
92Ru 48 91,92012(32)# 3,65(5) min β+ 92Tc 0+
93Ru 49 92,91705(9) 59,7(6) s β+ 93Tc (9/2)+
93m1Ru 734,40(10) keV 10,8(3) s β+ (78 %) 93Tc (1/2)-
TI (22 %) 93Ru
β+, p (0,027 %) 92Mo
93m2Ru 2082,6(9) keV 2,20(17) µs (21/2)+
94Ru 50 93,911360(14) 51,8(6) min β+ 94Tc 0+
94mRu 2644,55(25) keV 71(4) µs (8+)
95Ru 51 94,910413(13) 1,643(14) h β+ 95Tc 5/2+
96Ru 52 95,907598(8) Observé stable[n 3] 0+
97Ru 53 96,907555(9) 2,791(4) j β+ 97mTc 5/2+
98Ru 54 97,905287(7) Stable[n 4] 0+
99Ru 55 98,9059393(22) Stable[n 4] 5/2+
100Ru 56 99,9042195(22) Stable[n 4] 0+
101Ru[n 5] 57 100,9055821(22) Stable[n 4] 5/2+
101mRu 527,56(10) keV 17,5(4) µs 11/2-
102Ru[n 5] 58 101,9043493(22) Stable[n 4] 0+
103Ru[n 5] 59 102,9063238(22) 39,26(2) j β− 103Rh 3/2+
103mRu 238,2(7) keV 1,69(7) ms TI 103Ru 11/2-
104Ru[n 5] 60 103,905433(3) Observé stable[n 6] 0+
105Ru[n 5] 61 104,907753(3) 4,44(2) h β− 105Rh 3/2+
106Ru[n 5] 62 105,907329(8) 373,59(15) j β− 106Rh 0+
107Ru 63 106,90991(13) 3,75(5) min β− 107Rh (5/2)+
108Ru 64 107,91017(12) 4,55(5) min β− 108Rh 0+
109Ru 65 108,91320(7) 34,5(10) s β− 109Rh (5/2+)#
110Ru 66 109,91414(6) 11,6(6) s β− 110Rh 0+
111Ru 67 110,91770(8) 2,12(7) s β− 111Rh (5/2+)
112Ru 68 111,91897(8) 1,75(7) s β− 112Rh 0+
113Ru 69 112,92249(8) 0,80(5) s β− 113Rh (5/2+)
113mRu 130(18) keV 510(30) ms (11/2-)
114Ru 70 113,92428(25)# 0,53(6) s β− (>99,9 %) 114Rh 0+
β−, n (<0,1 %) 113Rh
115Ru 71 114,92869(14) 740(80) ms β− (>99,9 %) 115Rh
β−, n (<0,1 %) 114Rh
116Ru 72 115,93081(75)# 400# ms [>300 ns] β− 116Rh 0+
117Ru 73 116,93558(75)# 300# ms [>300 ns] β− 117Rh
118Ru 74 117,93782(86)# 200# ms [>300 ns] β− 118Rh 0+
119Ru 75 118,94284(75)# 170# ms [>300 ns]
120Ru 76 119,94531(86)# 80# ms [>300 ns] 0+
  1. Abréviation :
    TI : Transition isomérique.
  2. Isotopes stables en gras.
  3. Soupçonné de se désintégrer par β+β+ en 96Mo avec une demi-vie supérieure à 6,7×1016 ans.
  4. Théoriquement capable de fission spontanée.
  5. Produit de fission.
  6. Soupçonné de se désintégrer par β−β− en 104Pd.

Remarques
Ce diagramme montre l’abondance isotopique naturelle (normale) du ruthénium, ainsi que celle du site du réacteur nucléaire naturel d'Oklo modifiée par les isotopes du ruthénium produits par la fission de 235U.
  • 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 échantillons 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[3].

Notes et références
  1. Table of Standard Atomic Weights 2013 – CIAAW
  2. (en)Universal Nuclide Chart
  3. (en) « 2.5.7. Standard and expanded uncertainties », Engineering Statistics Handbook (consulté le )


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
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