Isotopes du bismuth
Le bismuth (Bi, numéro atomique 83) possède 35 isotopes connus, mais aucun d'entre eux n'est un isotope stable. Cependant, l'un d'eux, le bismuth 209, a une durée de vie si longue qu'une masse atomique standard lui a été attribuée. Même si on sait aujourd'hui qu'il est instable, il a été longtemps supposé stable étant donné sa très longue demi-vie, 1,9×1019 années, soit plus d'un milliard de fois l'âge de l'univers. Le bismuth a donc un temps été classé dans les éléments monoisotopiques, il reste classé dans les éléments mononucléidiques car le 209Bi constitue la quasi-totalité du bismuth naturel.
Après le 209Bi, les radioisotopes les plus stables du bismuth sont 210mBi (demi-vie de 3,04 millions d'années), 208Bi (368 000 ans) et 207Bi (32,9 ans), mais aucun d'entre eux n'est présent dans la nature. Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à un an et la plupart inférieure à un jour. De tous les radioisotopes présents dans la nature, le plus stable est le 210Bi radiogénique, avec une demi-vie de 5,012 jours.
En raison de la présence de bismuth dans toutes les chaînes de désintégration majeures (séries du radium, du thorium et de l'actinium), plusieurs isotopes du bismuth ont reçu des appellations historiques, aujourd'hui tombées en désuétude.
Isotopes notables
modifierBismuth 209
modifierIsotope quasi stable, il présente une radioactivité très faible de l'ordre de 3 µBq/g (moins d'un milliardième de la radioactivité du thorium 232). Il reste considéré stable dans toutes ses applications. Il représente la quasi-totalité du bismuth naturel, les autres isotopes qui existent à l'état de traces dans la nature sont présents dans les chaînes de désintégration du thorium 232, de l'uranium 238 ou de l'uranium 235.
Bismuth 210
modifierLe bismuth 210 était historiquement désigné sous le nom de « radium E » en raison de sa place dans la chaîne de désintégration de l'uranium 238 (série du radium)
Bismuth 211
modifierHistoriquement désigné sous le nom d'« actinium C » en raison de sa place dans la chaîne de désintégration de l'uranium 235 (série de l'actinium).
Bismuth 212
modifierHistoriquement désigné sous le nom de « thorium C » en raison de sa place dans la chaîne de désintégration du thorium 232, il fait partie des isotopes considérés comme candidats possibles pour des applications en alpha-immunothérapie. Sa demi-vie d'à peine une heure le rend cependant incommode d'utilisation.
Bismuth 213
modifierLe bismuth 213 présente des applications dans le domaine de la médecine nucléaire, il est notamment testé lui aussi pour des applications en alpha-immunothérapie dans des traitements contre le sida[1], mais encore plus que pour le 212Bi, son usage est handicapé par sa courte demi-vie (45 min).
Bismuth 214
modifierLe bismuth 214 était historiquement désigné sous le nom de « radium C » en raison de sa place dans la chaîne de désintégration de l'uranium 238.
Table des isotopes
modifier| Symbole de l'isotope |
Z (p) | N (n) | masse isotopique | demi-vie[n 1] | mode(s) de désintégration[2],[n 2] |
isotope(s)
fils[n 3] |
spin
nucléaire |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| énergie d'excitation | |||||||
| 184Bi | 83 | 101 | 184,00112(14)# | 6,6(15) ms | 3+# | ||
| 184mBi | 150(100)# keV | 13(2) ms | 10-# | ||||
| 185Bi | 83 | 102 | 184,99763(6)# | 2# ms | p | 184Pb | 9/2-# |
| α (rare) | 181Tl | ||||||
| 185mBi | 70(50)# keV | 49(7) µs | α | 181Tl | 1/2+ | ||
| p | 184Pb | ||||||
| 186Bi | 83 | 103 | 185,99660(8) | 14,8(7) ms | α | 182Tl | (3+) |
| β+ (rare) | 186Pb | ||||||
| 186mBi | 270(140)# keV | 9,8(4) ms | α | 182Tl | (10-) | ||
| β+ | 186Pb | ||||||
| 187Bi | 83 | 104 | 186,993158(16) | 32(3) ms | α (50 %) | 183Tl | 9/2-# |
| β+ (50 %) | 187Pb | ||||||
| 187m1Bi | 101(20) keV | 320(70) µs | 1/2+# | ||||
| 187m2Bi | 252(1) keV | 7(5) µs | (13/2+) | ||||
| 188Bi | 83 | 105 | 187,99227(5) | 44(3) ms | α | 184Tl | 3+# |
| β+ (rare) | 188Pb | ||||||
| 188mBi | 210(140)# keV | 220(40) ms | α | 184Tl | (10-) | ||
| β+ (rare) | 188Pb | ||||||
| 189Bi | 83 | 106 | 188,98920(6) | 674(11) ms | α (51 %) | 185Tl | (9/2-) |
| β+ (49 %) | 189Pb | ||||||
| 189m1Bi | 181(6) keV | 5,0(1) ms | (1/2+) | ||||
| 189m2Bi | 357(1) keV | 880(50) ns | (13/2+) | ||||
| 190Bi | 83 | 107 | 189,9883(2) | 6,3(1) s | α (77 %) | 186Tl | (3+) |
| β+ (30 %) | 190Pb | ||||||
| 190m1Bi | 420(180) keV | 6,2(1) s | α (70 %) | 186Tl | (10-) | ||
| β+ (23 %) | 190Pb | ||||||
| 190m2Bi | 690(180) keV | >500(100) ns | 7+# | ||||
| 191Bi | 83 | 108 | 190,985786(8) | 12,3(3) s | α (60 %) | 187Tl | (9/2-) |
| β+ (40 %) | 191Pb | ||||||
| 191mBi | 240(4) keV | 124(5) ms | α (75 %) | 187Tl | (1/2+) | ||
| β+ (25 %) | 191Pb | ||||||
| 192Bi | 83 | 109 | 191,98546(4) | 34,6(9) s | β+ (82 %) | 192Pb | (3+) |
| α (18 %) | 188Tl | ||||||
| 192mBi | 150(30) keV | 39,6(4) s | β+ (90,8 %) | 192Pb | (10-) | ||
| α (9,2 %) | 188Tl | ||||||
| 193Bi | 83 | 110 | 192,98296(1) | 67(3) s | β+ (95 %) | 193Pb | (9/2-) |
| α (5 %) | 189Tl | ||||||
| 193mBi | 308(7) keV | 3,2(6) s | α (90 %) | 189Tl | (1/2+) | ||
| β+ (10 %) | 193Pb | ||||||
| 194Bi | 83 | 111 | 193,98283(5) | 95(3) s | β+ (99,54 %) | 194Pb | (3+) |
| α (0,46 %) | 190Tl | ||||||
| 194m1Bi | 110(70) keV | 125(2) s | β+ | 194Pb | (6+,7+) | ||
| α (rare) | 190Tl | ||||||
| 194m2Bi | 230(90)# keV | 115(4) s | (10-) | ||||
| 195Bi | 83 | 112 | 194,980651(6) | 183(4) s | β+ (99,97 %) | 195Pb | (9/2-) |
| α (0,03 %) | 191Tl | ||||||
| 195m1Bi | 399(6) keV | 87(1) s | β+ (67 %) | 195Pb | (1/2+) | ||
| α (33 %) | 191Tl | ||||||
| 195m2Bi | 2311,4+X keV | 750(50) ns | (29/2-) | ||||
| 196Bi | 83 | 113 | 195,980667(26) | 5,1(2) min | β+ (99,99 %) | 196Pb | (3+) |
| α (0,00115 %) | 192Tl | ||||||
| 196m1Bi | 166,6(30) keV | 0,6(5) s | TI | 196Bi | (7+) | ||
| β+ | 196Pb | ||||||
| 196m2Bi | 270(3) keV | 4,00(5) min | (10-) | ||||
| 197Bi | 83 | 114 | 196,978864(9) | 9,33(50) min | β+ (99,99 %) | 197Pb | (9/2-) |
| α (10−4 %) | 193Tl | ||||||
| 197m1Bi | 690(110) keV | 5,04(16) min | α (55 %) | 193Tl | (1/2+) | ||
| β+ (45 %) | 197Pb | ||||||
| TI (0,3 %) | 197Bi | ||||||
| 197m2Bi | 2129,3(4) keV | 204(18) ns | (23/2-) | ||||
| 197m3Bi | 2360,4(5)+X keV | 263(13) ns | (29/2-) | ||||
| 197m4Bi | 2383,1(7)+X keV | 253(39) ns | (29/2-) | ||||
| 197m5Bi | 2929,5(5) keV | 209(30) ns | (31/2-) | ||||
| 198Bi | 83 | 115 | 197,97921(3) | 10,3(3) min | β+ | 198Pb | (2+,3+) |
| 198m1Bi | 280(40) keV | 11,6(3) min | β+ | 198Pb | (7+) | ||
| 198m2Bi | 530(40) keV | 7,7(5) s | 10- | ||||
| 199Bi | 83 | 116 | 198,977672(13) | 27(1) min | β+ | 199Pb | 9/2- |
| 199m1Bi | 667(4) keV | 24,70(15) min | β+ (98 %) | 199Pb | (1/2+) | ||
| TI (2 %) | 199Bi | ||||||
| α (0,01 %) | 195Tl | ||||||
| 199m2Bi | 1947(25) keV | 0,10(3) µs | (25/2+) | ||||
| 199m3Bi | ~2547,0 keV | 168(13) ns | 29/2- | ||||
| 200Bi | 83 | 117 | 199,978132(26) | 36,4(5) min | β+ | 200Pb | 7+ |
| 200m1Bi | 100(70)# keV | 31(2) min | CE (90 %) | 200Pb | (2+) | ||
| TI (10 %) | 200Bi | ||||||
| 200m2Bi | 428,20(10) keV | 400(50) ms | (10-) | ||||
| 201Bi | 83 | 118 | 200,977009(16) | 108(3) min | β+ (99,99 %) | 201Pb | 9/2- |
| α (10−4 %) | 197Tl | ||||||
| 201m1Bi | 846,34(21) keV | 59,1(6) min | CE (92,9 %) | 201Pb | 1/2+ | ||
| TI (6,8 %) | 201Bi | ||||||
| α (0,3 %) | 197Tl | ||||||
| 201m2Bi | 1932,2+X keV | 118(28) ns | (25/2+) | ||||
| 201m3Bi | 1971,2+X keV | 105(75) ns | (27/2+) | ||||
| 201m4Bi | 2739,90(20)+X keV | 124(4) ns | (29/2-) | ||||
| 202Bi | 83 | 119 | 201,977742(22) | 1,72(5) h | β+ | 202Pb | 5(+#) |
| α (10−5 %) | 198Tl | ||||||
| 202m1Bi | 615(7) keV | 3,04(6) µs | (10#)- | ||||
| 202m2Bi | 2607,1(5) keV | 310(50) ns | (17+) | ||||
| 203Bi | 83 | 120 | 202,976876(23) | 11,76(5) h | β+ | 203Pb | 9/2- |
| α (10−5 %) | 199Tl | ||||||
| 203m1Bi | 1098,14(7) keV | 303(5) ms | TI | 203Bi | 1/2+ | ||
| 203m2Bi | 2041,5(6) keV | 194(30) ns | 25/2+ | ||||
| 204Bi | 83 | 121 | 203,977813(28) | 11,22(10) h | β+ | 204Pb | 6+ |
| 204m1Bi | 805,5(3) keV | 13,0(1) ms | TI | 204Bi | 10- | ||
| 204m2Bi | 2833,4(11) keV | 1,07(3) ms | (17+) | ||||
| 205Bi | 83 | 122 | 204,977389(8) | 15,31(4) j | β+ | 205Pb | 9/2- |
| 206Bi | 83 | 123 | 205,978499(8) | 6,243(3) j | β+ | 206Pb | 6(+) |
| 206m1Bi | 59,897(17) keV | 7,7(2) µs | (4+) | ||||
| 206m2Bi | 1044,8(5) keV | 890(10) µs | (10-) | ||||
| 207Bi | 83 | 124 | 206,9784707(26) | 32,9(14) a | β+ | 207Pb | 9/2- |
| 207mBi | 2101,49(16) keV | 182(6) µs | 21/2+ | ||||
| 208Bi | 83 | 125 | 207,9797422(25) | 3,68(4)×105 a | β+ | 208Pb | (5)+ |
| 208mBi | 1571,1(4) keV | 2,58(4) ms | TI | 208Bi | (10)- | ||
| 209Bi[n 4],[n 5] | 83 | 126 | 208,9803987(16) | 1,9(2)×1019 a[n 6] | α | 205Tl | 9/2- |
| 210Bi | 83 | 127 | 209,9841204(16) | 5,012(5) j | β− | 210Po | 1- |
| α (1,32×10−4 %) | 206Tl | ||||||
| 210mBi | 271,31(11) keV | 3,04(6)×106 a | α | 206Tl | 9- | ||
| 211Bi | 83 | 128 | 210,987269(6) | 2,14(2) min | α (99,72 %) | 207Tl | 9/2- |
| β− (0,276 %) | 211Po | ||||||
| 211mBi | 1257(10) keV | 1,4(3) µs | (25/2-) | ||||
| 212Bi | 83 | 129 | 211,9912857(21) | 60,55(6) min | β− (64,05 %) | 212Po | 1(-) |
| α (35,94 %) | 208Tl | ||||||
| β−, α (0,014 %) | 208Pb | ||||||
| 212m1Bi | 250(30) keV | 25,0(2) min | α (67 %) | 208Tl | (9-) | ||
| β− (33 %) | 212mPo | ||||||
| β−, α (0,3 %) | 208Pb | ||||||
| 212m2Bi | 2200(200)# keV | 7,0(3) min | >15 | ||||
| 213Bi | 83 | 130 | 212,994385(5) | 45,59(6) min | β− (97,91 %) | 213Po | 9/2- |
| α (2,09 %) | 209Tl | ||||||
| 214Bi | 83 | 131 | 213,998712(12) | 19,9(4) min | β− (99,97 %) | 214Po | 1- |
| α (0,021 %) | 210Tl | ||||||
| β−, α (0,003 %) | 210Pb | ||||||
| 215Bi | 83 | 132 | 215,001770(16) | 7,6(2) min | β− | 215Po | (9/2-) |
| 215mBi | 1347,5(25) keV | 36,4(25) min | (25/2-) | ||||
| 216Bi | 83 | 133 | 216,006306(12) | 2,17(5) min | β− | 216Po | 1-# |
| 217Bi | 83 | 134 | 217,00947(21)# | 98,5(8) s | 9/2-# | ||
| 218Bi | 83 | 135 | 218,01432(39)# | 33(1) s | 1-# | ||
- Isotopes avec une demi-vie supérieure à l'âge de l'univers (donc presque stables) en gras.
- Abréviations :
CE : capture électronique ;
TI : transition isomérique. - Isotopes stables en gras.
- Anciennement considéré comme le produit de désintégration final de la chaîne de désintégration 4n+1.
- Radioisotope primordial, une partie est aussi radiogénique du nucléide disparu 237Np.
- Anciennement considéré comme le nucléide stable le plus lourd.
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.
Notes et références
modifier- (en) « Alpha-immunotherapy – a new option for the treatment of HIV infections? », sur ec.europa.eu (consulté le ).
- (en) Universal Nuclide Chart
- Masse des isotopes depuis :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and 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 :
- (en) J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and 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-vies, spins et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and 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 et D. R. Lide (dir.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, 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 bismuth » (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 |
