Thorium 229m

isotope du thorium

Le thorium 229m, noté 229mTh, est un isomère nucléaire de l'isotope du thorium dont le nombre de masse est égal à 229 : son noyau atomique compte 90 protons et 139 neutrons avec un spin 3/2+ pour une masse atomique de 229,031 762 g/mol. Le thorium 229 est caractérisé par un excès de masse de 29 579 904 ± 2 925 eV/c2 et une énergie de liaison nucléaire de 1 748 341 213 ± 2 941 eV[1]. Il provient de la désintégration α de l'uranium 233.

Le thorium 229m est peut-être l'isomère connu ayant la plus faible énergie d'excitation, à peine quelques électron-volts : cette énergie est si faible qu'elle est difficilement mesurable, l'estimation la plus récente la situant vers 7,6 ± 0,5 eV[2]. Un consensus plus ancien situait cette énergie autour de 3,5 ± 1,0 eV[3].

Ces niveaux d'énergie correspondent à des photons dans l'ultraviolet, et s'il était possible d'exciter l'isotope 229Th avec un laser ultraviolet de longueur d'onde adéquate, cela pourrait en faire des batteries à haute densité d'énergie[4], voire des horloges nucléaires de précision[5].

La période radioactive du thorium 229m n'est pas non plus connue avec certitude, les valeurs les plus récentes la situant autour de cinq heures tandis qu'un consensus plus ancien l'établissait entre deux et trois jours.

Le thorium 229 résultant de la transition isomérique du thorium 229m connaît une désintégration α en radium 225 en libérant une énergie de désintégration de 5,168 MeV avec une période de 7 880 ans.

Notes et référencesModifier

  1. (en) « Matpack – Periodic Table of the Elements »(ArchiveWikiwixArchive.isGoogleQue faire ?) (consulté le 8 avril 2013) Properties of Nuclides: 90-Th-229.
  2. (en) B. R. Beck et al., « Energy splitting in the ground state doublet in the nucleus 229Th », Physical Review Letters, vol. 98,‎ , p. 142501 (DOI 10.1103/PhysRevLett.98.142501, lire en ligne)
  3. (en) Helmer, R. G.; Reich, C. W., « An Excited State of Th-229 at 3.5 eV », Physical Review Letters, vol. C49,‎ , p. 1845-1858 (DOI 10.1103/PhysRevC.49.1845)
  4. (en) Poppe, C. H.; Weiss, M. S.; Anderson, J. D. (1992). « Nuclear isomers as ultra-high-energy-density materials » Air Force Meeting on High Energy Density Materials, Lancaster, CA. 
  5. (en) E. Peik and C. Tamm, « Nuclear laser spesctroscopy of the 3.5 eV transition in 229Th », Europhysics Letters, vol. 61,‎ , p. 181–186 (DOI 10.1209/epl/i2003-00210-x, lire en ligne)

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