Isotopes du thulium

Le thulium (Tm) possède 35 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 145 et 179, ainsi que 26 isomères nucléaires. Parmi eux, un seul est stable, 169Tm, et représente l'intégralité du thulium naturel, faisant du thulium un élément monoisotopique et un élément mononucléidique. La masse atomique standard du thulium est donc la masse isotopique de 169Tm, soit 168,934 22(2) u[1].

Parmi les 34 radioisotopes qui ont été décrits, les plus stables sont 171Tm, avec une demi-vie de 1,92 an, 170Tm (128,6 jours), 168Tm (93,1 jours) et 167Tm (9,25 jours). Des isomères nucléaires, le plus stable est 164mTm (t1/2 = 5,1 minutes).

Les radioisotopes plus légers que 169Tm se désintègrent principalement par émission de positron (β+) en isotopes de l'erbium, à plusieurs exceptions :

  • les deux radioisotopes les plus légers se désintègrent principalement par émission de proton, également en isotopes de l'erbium ;
  • pour les isotopes allant de 153Tm à 156Tm, la désintégration β+ est concurrencée par la désintégration α, produisant des isotopes de l'holmium ; ce dernier mode peut d'ailleurs être ultra-majoritaire (91 % pour 153Tm).
  • 167Tm se désintègre par capture électronique en 167Er.

Les isotopes plus lourds que 169Tm se désintègrent eux principalement par désintégration β− en isotopes de l'ytterbium.

Tableau des isotopes
Symbole du
nucléide		 N(n) Masse
isotopique (u)		 Demi-vie Mode(s) de
désintégration[2],[n 1]		 Isotope(s)
fils[n 2]		 Spin
nucléaire
Énergie d'excitation
(pour les isomères nucléaires)
145Tm 76 144,97007(43)# 3,1(3) µs (11/2−)
146Tm 77 145,96643(43)# 240(30) ms p 145Er (6−)
β+ (rare) 146Er
146mTm 71(6) keV 72(23) ms p 145Er (10+)
β+ (rare) 146Er
147Tm 78 146,96096(32)# 0,58(3) s β+ (85 %) 147Er 11/2−
p (15 %) 146Er
147mTm 60(5) keV 360(40) µs 3/2+
148Tm 79 147,95784(43)# 0,7(2) s β+ 148Er (10+)
148mTm 0,7 s
149Tm 80 148,95272(32)# 0,9(2) s β+ (99,74 %) 149Er (11/2−)
β+, p (0,26 %) 148Ho
150Tm 81 149,94996(21)# 3# s β+ 150Er (1+)
150m1Tm 140(140)# keV 2,20(6) s β+ (98,8 %) 150Er (6−)
β+, p (1,2 %) 149Ho
150m2Tm 810(140)# keV 5,2(3) ms (10+)
151Tm 82 150.945483(22) 4,17(10) s β+ 151Er (11/2−)
151m1Tm 92(7) keV 6,6(14) s β+ 151Er (1/2+)
151m2Tm 2655,67(22) keV 451(24) ns (27/2−)
152Tm 83 151.94442(8) 8.0(10) s β+ 152Er (2#)−
152m1Tm 100(80)# keV 5,2(6) s β+ 152Er (9)+
152m2Tm 2555,05(19)+X keV 294(12) ns (17+)
153Tm 84 152,942012(20) 1,48(1) s α (91 %) 149Ho (11/2−)
β+ (9 %) 153Er
153mTm 43,2(2) keV 2,5(2) s α (92 %) 149Ho (1/2+)
β+ (8 %) 153Er
154Tm 85 153,941568(15) 8,1(3) s β+ (56 %) 154Er (2−)
α (44 %) 150Ho
154mTm 70(50) keV 3,30(7) s α (90 %) 150Ho (9+)
β+ (10 %) 154Er
155Tm 86 154,939199(14) 21,6(2) s β+ (98,1 %) 155Er (11/2−)
α (1,9 %) 151Ho
155mTm 41(6) keV 45(3) s β+ (92 %) 155Er (1/2+)
α (8 %) 151Ho
156Tm 87 155,938980(17) 83,8(18) s β+ (99,93 %) 156Er 2−
α (0,064 %) 152Er
156mTm 203,6(5) keV ~400 ns (11−)
157Tm 88 156,93697(3) 3,63(9) min β+ 157Er 1/2+
158Tm 89 157,936980(27) 3,98(6) min β+ 158Er 2−
158mTm 50(100)# keV ~20 ns (5+)
159Tm 90 158,93498(3) 9,13(16) min β+ 159Er 5/2+
160Tm 91 159,93526(4) 9,4(3) min β+ 160Er 1−
160m1Tm 70(20) keV 74,5(15) s TI (85 %) 160Tm 5(+#)
β+ (15 %) 160Er
160m2Tm 98,2+X keV ~200 ns (8)
161Tm 92 160,93355(3) 30,2(8) min β+ 161Er 7/2+
161m1Tm 7,4(2) keV 5# min 1/2+
161m2Tm 78,20(3) keV 110(3) ns 7/2−
162Tm 93 161,933995(28) 21,70(19) min β+ 162Er 1−
162mTm 130(40) keV 24,3(17) s TI (82 %) 162Tm 5+
β+ (18 %) 162Er
163Tm 94 162,932651(6) 1,810(5) h β+ 163Er 1/2+
164Tm 95 163,93356(3) 2,0(1) min β+ 164Er 1+
164mTm 10(6) keV 5,1(1) min IT (80 %) 164Tm 6−
β+ (20 %) 164Er
165Tm 96 164,932435(4) 30,06(3) h β+ 165Er 1/2+
166Tm 97 165,933554(13) 7,70(3) h β+ 166Er 2+
166mTm 122(8) keV 340(25) ms TI 166Tm 6−
167Tm 98 166,9328516(29) 9,25(2) d CE 167Er 1/2+
167m1Tm 179,480(19) keV 1,16(6) µs (7/2)+
167m2Tm 292,820(20) keV 0,9(1) µs 7/2−
168Tm 99 167,934173(3) 93.1(2) d β+ (99,99 %) 168Er 3+
β− (0,01 %) 168Yb
169Tm 100 168,9342133(27) Observé stable[n 3] 1/2+
170Tm 101 169,9358014(27) 128,6(3) d β− (99,86 %) 170Yb 1−
CE (0,14 %) 170Er
170mTm 183,197(4) keV 4,12(13) µs (3)+
171Tm 102 170,9364294(28) 1,92(1) y β− 171Yb 1/2+
171mTm 424,9560(15) keV 2,60(2) µs 7/2−
172Tm 103 171,938400(6) 63,6(2) h β− 172Yb 2−
173Tm 104 172,939604(5) 8,24(8) h β− 173Yb (1/2+)
173mTm 317,73(20) keV 10(3) µs (7/2−)
174Tm 105 173,94217(5) 5,4(1) min β− 174Yb (4)−
175Tm 106 174,94384(5) 15.2(5) min β− 175Yb (1/2+)
176Tm 107 175,94699(11) 1,85(3) min β− 176Yb (4+)
177Tm 108 176,94904(32)# 90(6) s β− 177Yb (7/2−)
178Tm 109 177,95264(43)# 30# s β− 178Yb
179Tm 110 178,95534(54)# 20# s β− 179Yb 1/2+#
  1. Abréviations:
    CE : Capture électronique
    TI : Isomérie nucléaire
  2. En gras pour les isotopes stables
  3. On suppose l'existence d'une désintégration α vers 165Ho

Notes
  • 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.

Références
  1. Table of Standard Atomic Weights 2013 – CIAAW
  2. « Universal Nuclide Chart » , nucleonica


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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