Isotopes de l'europium

L'europium (Eu) possède 38 isotopes connus, de nombre de masse variant de 130 à 167 ainsi que 17 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, un seul est stable, ¹⁵³Eu, faisant de l'europium un élément monoisotopique. Il est en revanche présent dans la nature avec un radionucléide primordial, ¹⁵¹Eu, dont on a seulement récemment découvert la radioactivité α (demi-vie de 4,62 × 10¹⁸ a), ce qui fait que l'europium n'est pas un élément mononucléidique. On soupçonne par ailleurs ¹⁵³Eu de pouvoir se désintégrer par radiation α en ¹⁴⁹Pm, mais cette désintégration n'a pour l'instant jamais été observée. ¹⁵³Eu et ¹⁵¹Eu sont présents dans la nature dans un ratio 52,2/47,8. On attribue à l'europium une masse atomique standard de 151,964(1) u.

Mis à part ¹⁵¹Eu, les radioisotopes (artificiels) de l'europium avec les plus longues demi-vies sont ¹⁵⁰Eu (demi-vie de 36,9 années), ¹⁵²Eu (13,516 années), ¹⁵⁴Eu (8,593 années) et ¹⁵⁵Eu (4,76 années). Tous les autres isotopes ont des demi-vies inférieures à 94 jours, la majorité inférieure à 12,2 secondes.

Parmi les 17 isomères nucléaires, les plus stables sont ^150mEu (t_1/2 de 12,8 heures), ^152m1Eu (t_1/2 de 9,311 6 heures) et ^152m2Eu (t_1/2 de 96 minutes).

Les radioisotopes les plus légers (A < 151) se désintègrent principalement par émission de positron (β⁺) en isotopes du samarium. ¹⁴⁹Cd et ¹⁵²Cd se désintègrent eux principalement par capture électronique, respectivement en ¹⁴⁹Sm et ¹⁵²Sm. Les radioisotopes plus lourds (A > 153) se désintègrent eux principalement par désintégration β⁻ en isotopes du gadolinium.

Isotopes notables

Europium naturel

L'europium naturel est constitué de l'isotope stable ¹⁵³Eu et du radioisotope quasi stable ¹⁵¹Eu (demi-vie de 4,62 × 10¹⁸ a), de radioactivité négligeable dans toutes ses applications.

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)
¹⁵¹Eu	47,81 (6) %
¹⁵³Eu	52,19 (6) %

Europium 154

L'europium 154 (¹⁵⁴Eu) est l'isotope de l'europium dont le noyau est constitué de 63 protons et de 91 neutrons. C'est un radioisotope se désintégrant principalement par radiation β⁻ en gadolinium 154, et de façon marginale par capture électronique en samarium 154, avec une demi-vie de 8,593 années. C'est un important émetteur de rayon gamma[1].

Europium 155

**Produits de fission à vie moyenne**
Propriété : Unité :	t^½ a	Rendement %	Q * keV	βγ *
¹⁵⁵Eu	4,76	0,0803	252	βγ
⁸⁵Kr	10,76	0,2180	687	βγ
^113mCd	14,1	0,0008	316	β
⁹⁰Sr	28,9	4,505	2826	β
¹³⁷Cs	30,23	6,337	1176	βγ
^121mSn	43,9	0,00005	390	βγ
¹⁵¹Sm	88,8	0,5314	77	β

L'europium 155 (¹⁵⁵Eu) est l'isotope de l'europium dont le noyau est constitué de 63 protons et de 92 neutrons. C'est un radioisotope se désintégrant par radiation β⁻ avec une demi-vie de 4,761 1(13) années et une énergie de désintégration maximum de 252 keV. C'est un produit de fission avec un faible rendement dans les réacteurs thermiques, environ 80 fois moins que le césium 137 par exemple.

¹⁵⁵Eu possède une importante section efficace de capture neutronique (en) (environ 3 900 barns pour les neutrons thermiques, 16 000 en résonance intégrale), c'est-à-dire que même de petites quantités produites sont majoritairement détruites durant la consommation du combustible nucléaire. Du fait que son rendement, son énergie de désintégration et sa demi-vie sont très inférieurs à ceux du césium 137 ou du strontium 90, il n'est pas considéré comme un déchet nucléaire important.

De plus, l'europium 155 peut être produit par enchaînement de captures neutroniques par ¹⁵³Eu (non-radioactif, 350 barns pour les neutrons thermiques, 1 500 en résonance intégrale, rendement environ 5 fois supérieur à celui de ¹⁵⁵Eu) ou par ¹⁵⁴Eu (1 400 barns pour les neutrons thermiques, 1 600 en résonance intégrale, rendement extrêmement faible car la désintégration β s'arrête à ¹⁵⁴Sm) ; cependant, du fait de leurs sections efficaces respectives, ¹⁵⁵Eu et ¹⁵⁴Eu sont détruits plus rapidement qu'ils ne sont produits.

Table des isotopes

Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	Masse isotopique (u)	Demi-vie[n 1]	Mode(s) de désintégration[2] - [n 2]	Isotope(s)-fils[n 3]	Spin nucléaire
Symbole de l'isotope	Énergie d'excitation			Demi-vie[n 1]	Mode(s) de désintégration[2] - [n 2]	Isotope(s)-fils[n 3]	Spin nucléaire
¹³⁰Eu	63	67	129,96357(54)#	1,1(5) ms [0,9(+5-3) ms]			2+#
¹³¹Eu	63	68	130,95775(43)#	17,8(19) ms			3/2+
¹³²Eu	63	69	131,95437(43)#	100# ms	β⁺	¹³²Sm
¹³²Eu	63	69	131,95437(43)#	100# ms	p	¹³¹Sm
¹³³Eu	63	70	132,94924(32)#	200# ms	β⁺	¹³³Sm	11/2-#
¹³⁴Eu	63	71	133,94651(21)#	0,5(2) s	β⁺	¹³⁴Sm
¹³⁴Eu	63	71	133,94651(21)#	0,5(2) s	β⁺, p (rare)	¹³³Pm
¹³⁵Eu	63	72	134,94182(32)#	1,5(2) s	β⁺	¹³⁵Sm	11/2-#
¹³⁵Eu	63	72	134,94182(32)#	1,5(2) s	β⁺, p	¹³⁴Pm	11/2-#
¹³⁶Eu	63	73	135,93960(21)#	3,3(3) s	β⁺ (99,91 %)	¹³⁶Sm	(7+)
¹³⁶Eu	63	73	135,93960(21)#	3,3(3) s	β⁺, p (0,09 %)	¹³⁵Pm	(7+)
^136mEu	0(500)# keV			3,8(3) s	β⁺ (99,91 %)	¹³⁶Sm	(3+)
^136mEu	0(500)# keV			3,8(3) s	β⁺, p (0,09 %)	¹³⁵Pm	(3+)
¹³⁷Eu	63	74	136,93557(21)#	8,4(5) s	β⁺	¹³⁷Sm	11/2-#
¹³⁸Eu	63	75	137,93371(3)	12,1(6) s	β⁺	¹³⁸Sm	(6-)
¹³⁹Eu	63	76	138,929792(14)	17,9(6) s	β⁺	¹³⁹Sm	(11/2)-
¹⁴⁰Eu	63	77	139,92809(6)	1,51(2) s	β⁺	¹⁴⁰Sm	1+
^140mEu	210(15) keV			125(2) ms	TI (99 %)	¹⁴⁰Eu	5-#
^140mEu	210(15) keV			125(2) ms	β⁺(1 %)	¹⁴⁰Sm	5-#
¹⁴¹Eu	63	78	140,924931(14)	40,7(7) s	β⁺	¹⁴¹Sm	5/2+
^141mEu	96,45(7) keV			2,7(3) s	TI (86 %)	¹⁴¹Eu	11/2-
^141mEu	96,45(7) keV			2,7(3) s	β⁺ (14 %)	¹⁴¹Sm	11/2-
¹⁴²Eu	63	79	141,92343(3)	2,36(10) s	β⁺	¹⁴²Sm	1+
^142mEu	460(30) keV			1,223(8) min	β⁺	¹⁴²Sm	8-
¹⁴³Eu	63	80	142,920298(12)	2,59(2) min	β⁺	¹⁴³Sm	5/2+
^143mEu	389,51(4) keV			50,0(5) µs			11/2-
¹⁴⁴Eu	63	81	143,918817(12)	10,2(1) s	β⁺	¹⁴⁴Sm	1+
^144mEu	1127,6(6) keV			1,0(1) µs			(8-)
¹⁴⁵Eu	63	82	144,916265(4)	5,93(4) j	β⁺	¹⁴⁵Sm	5/2+
^145mEu	716,0(3) keV			490 ns			11/2-
¹⁴⁶Eu	63	83	145,917206(7)	4,61(3) j	β⁺	¹⁴⁶Sm	4-
^146mEu	666,37(16) keV			235(3) µs			9+
¹⁴⁷Eu	63	84	146,916746(3)	24,1(6) j	β⁺ (99,99 %)	¹⁴⁷Sm	5/2+
¹⁴⁷Eu	63	84	146,916746(3)	24,1(6) j	α (0,0022 %)	¹⁴³Pm	5/2+
¹⁴⁸Eu	63	85	147,918086(11)	54,5(5) j	β⁺ (100 %)	¹⁴⁸Sm	5-
¹⁴⁸Eu	63	85	147,918086(11)	54,5(5) j	α (9,39×10⁻⁷ %)	¹⁴⁴Pm	5-
¹⁴⁹Eu	63	86	148,917931(5)	93,1(4) j	CE	¹⁴⁹Sm	5/2+
¹⁵⁰Eu	63	87	149,919702(7)	36,9(9) a	β⁺	¹⁵⁰Sm	5(-)
^150mEu	42,1(5) keV			12,8(1) h	β⁻ (89 %)	¹⁵⁰Gd	0-
					β⁺ (11 %)	¹⁵⁰Sm
					TI (5×10⁻⁸ %)	¹⁵⁰Eu
¹⁵¹Eu[n 4]	63	88	150,9198502(26)	4,62×10¹⁸ a	α	¹⁴⁷Pm	5/2+
^151mEu	196,245(10) keV			58,9(5) µs			11/2-
¹⁵²Eu	63	89	151,9217445(26)	13,537(6) a	CE (72,09 %), β⁺ (0,027 %)	¹⁵²Sm	3-
¹⁵²Eu	63	89	151,9217445(26)	13,537(6) a	β⁻ (27,9 %)	¹⁵²Gd	3-
^152m1Eu	45,5998(4) keV			9,3116(13) h	β⁻ (72 %)	¹⁵²Gd	0-
^152m1Eu	45,5998(4) keV			9,3116(13) h	β⁺ (28 %)	¹⁵²Sm	0-
^152m2Eu	65,2969(4) keV			0,94(8) µs			1-
^152m3Eu	78,2331(4) keV			165(10) ns			1+
^152m4Eu	89,8496(4) keV			384(10) ns			4+
^152m5Eu	147,86(10) keV			96(1) min			8-
¹⁵³Eu[n 5]	63	90	152,9212303(26)	Observé stable[n 6]			5/2+
¹⁵⁴Eu[n 5]	63	91	153,9229792(26)	8,593(4) a	β⁻ (99,98 %)	¹⁵⁴Gd	3-
¹⁵⁴Eu[n 5]	63	91	153,9229792(26)	8,593(4) a	CE (0,02 %)	¹⁵⁴Sm	3-
^154m1Eu	145,3(3) keV			46,3(4) min	TI	¹⁵⁴Eu	(8-)
^154m2Eu	68,1702(4) keV			2,2(1) µs			2+
¹⁵⁵Eu[n 5]	63	92	154,9228933(27)	4,7611(13) a	β⁻	¹⁵⁵Gd	5/2+
¹⁵⁶Eu[n 5]	63	93	155,924752(6)	15,19(8) j	β⁻	¹⁵⁶Gd	0+
¹⁵⁷Eu	63	94	156,925424(6)	15,18(3) h	β⁻	¹⁵⁷Gd	5/2+
¹⁵⁸Eu	63	95	157,92785(8)	45,9(2) min	β⁻	¹⁵⁸Gd	(1-)
¹⁵⁹Eu	63	96	158,929089(8)	18,1(1) min	β⁻	¹⁵⁹Gd	5/2+
¹⁶⁰Eu	63	97	159,93197(22)#	38(4) s	β⁻	¹⁶⁰Gd	1(-)
¹⁶¹Eu	63	98	160,93368(32)#	26(3) s	β⁻	¹⁶¹Gd	5/2+#
¹⁶²Eu	63	99	161,93704(32)#	10,6(10) s	β⁻	¹⁶²Gd
¹⁶³Eu	63	100	162,93921(54)#	6# s	β⁻	¹⁶³Gd	5/2+#
¹⁶⁴Eu	63	101	163,94299(64)#	2# s	β⁻	¹⁶⁴Gd
¹⁶⁵Eu	63	102	164,94572(75)#	1# s	β⁻	¹⁶⁵Gd	5/2+#
¹⁶⁶Eu	63	103	165,94997(86)#	400# ms	β⁻	¹⁶⁶Gd
¹⁶⁷Eu	63	104	166,95321(86)#	200# ms	β⁻	¹⁶⁷Gd	5/2+#

En gras pour les isotopes avec des demi-vies plus grandes que l'âge de l'univers (presque stables).
Abréviations :
CE : capture électronique ;
TI : transition isomérique.
Isotopes stables en gras.
Radionucléide primordial.
Produit de fission.
Théoriquement capable de se désintégrer par désintégration alpha en ¹⁴⁹Pm.

Remarques

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

« http://www-nds.ipen.br/sgnucdat/b2.pdf »^{(Archive.org • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?)}
(en) Universal Nuclide Chart
(en) « 2.5.7. Standard and expanded uncertainties », Engineering Statistics Handbook (consulté le 16 septembre 2010)

Masse des isotopes depuis :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nucl. Phys. 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 :
- (en) 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 Appl. Chem., vol. 75, n^o 6,‎ 2003, p. 683–800 (DOI 10.1351/pac200375060683, lire en ligne)
- (en) M. E. Wieser, « Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report) », Pure Appl. Chem., vol. 78, n^o 11,‎ 2006, p. 2051–2066 (DOI 10.1351/pac200678112051, lire en ligne), résumé
Demi-vies, spins et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nucl. Phys. 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])
- (en) National Nuclear Data Center, « NuDat 2.1 database », Laboratoire national de Brookhaven (consulté en septembre 2005)
- (en) N. E. Holden, CRC Handbook of Chemistry and Physics, D. R. Lide, 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 europium » (voir la liste des auteurs).

Tableau périodique des isotopes

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