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 38×10^15 années
5. Théoriquement capable de β^+β^+ en ^138Ba avec une demi-vie supérieure à 150×10^12 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 50×10^15 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

• Masse des isotopes issue de :
  • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nuclear Physics A, vol. 729,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du 23 septembre 2008])
• Compositions isotopiques et masses atomiques standards issues de :
  • J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman et P. D. P. Taylor, « Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 75, n^o 6,‎ 2003, p. 683–800 (DOI 10.1351/pac200375060683, lire en ligne)
  • M. E. Wieser, « Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 78, n^o 11,‎ 2006, p. 2051–2066 (DOI 10.1351/pac200678112051, résumé, lire en ligne)
• Demi-vies, spins et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes :
  • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nuclear Physics A, vol. 729,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du 23 septembre 2008])
  • National Nuclear Data Center, « NuDat 2.1 database », Brookhaven National Laboratory (consulté en septembre 2005)
  • (en) N. E. Holden et D. R. Lide (dir.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, 2004, 85^e 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 cerium » (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

Tableau périodique des isotopes