Isotopes de l'yttrium

L'yttrium (Y) possède 33 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 76 et 108[1], et 29 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, un seul est stable, ⁸⁹Y, et constitue l'intégralité de l'yttrium naturellement présent, faisant de l'yttrium un élément monoisotopique ainsi qu'un élément mononucléidique. Sa masse atomique standard est donc la masse isotopique de ⁸⁹Y, soit 88,905 85(2) u.

Parmi les 32 radioisotopes de l'yttrium, les plus stables sont ⁸⁸Y, avec une demi-vie de 106,626 jours, et ⁹¹Y avec une demi-vie de 58,51 jours. Tous les autres isotopes ont des demi-vies inférieures à un jour, excepté ⁸⁷Y (79,8 heures) et ⁹⁰Y (64 heures). Le moins stable est ¹⁰⁶Y avec une demi-vie de 200 ns.

Les isotopes plus légers que ⁸⁹Y se désintègrent principalement par émission de positron (β⁺), à l'exception de l'isotope très léger ⁷⁷Y qui se désintègre principalement par émission de proton, tous en isotopes du strontium. Les radioisotopes plus lourds se désintègrent eux principalement par désintégration β⁻, ou pour certains, de façon non négligeable, par désintégration β⁻ et émission de neutron, tous en isotopes du zirconium.

De multiples états d'excitation ont été observés pour ⁸⁰Y et ⁹⁷Y[1]. Alors que la plupart des isomères de l'yttrium sont moins stables que leur état de base, ^78mY, ^84mY, ^85mY, ^96mY, ^98m1Y, ^100mY, et ^102mY possède des demi-vies plus longues, parce qu'ils se désintègrent par décroissance β plutôt que par transition isomérique[2].

Les isotopes de l'yttrium sont parmi les produits de fissions les plus communs engendrés par la fission d'atomes d'uranium lors des explosions nucléaires ou dans les centrales nucléaires. En matière de gestion des déchets, les isotopes les plus importants sont ⁹¹Y et ⁹⁰Y, avec des périodes radioactives de 58,51 jours et 64 heures respectivement[1]. Le premier est formé directement lors de la fission des noyaux d'uranium, le second par désintégration du strontium 90.

Isotopes notables

Yttrium 90

L'yttrium 90 (⁹⁰Y) est l'isotope de l'yttrium dont le noyau est constitué de 39 protons et de 51 neutrons. C'est un radioisotope artificiel se désintégrant par désintégration β⁻ en zirconium 90 avec une demi-vie de 3,19 heures. Malgré sa demi-vie courte, il est en équilibre séculaire avec son isotope parent à période longue, le strontium 90 (demi-vie de 29 ans).

Table des isotopes

Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	Masse isotopique (u)	Demi-vie[n 1]	Mode(s) de désintégration[3] - [n 2]	Isotope(s)-fils[n 3]	Spin nucléaire
Symbole de l'isotope	Énergie d'excitation			Demi-vie[n 1]	Mode(s) de désintégration[3] - [n 2]	Isotope(s)-fils[n 3]	Spin nucléaire
⁷⁶Y	39	37	75,95845(54)#	500# ns [>170 ns]
⁷⁷Y	39	38	76,94965(7)#	63(17) ms	p (>99,9 %)	⁷⁶Sr	5/2+#
⁷⁷Y	39	38	76,94965(7)#	63(17) ms	β⁺ (<0,1 %)	⁷⁷Sr	5/2+#
⁷⁸Y	39	39	77,94361(43)#	54(5) ms	β⁺	⁷⁸Sr	(0+)
^78mY	0(500)# keV			5,8(5) s			5+#
⁷⁹Y	39	40	78,93735(48)	14,8(6) s	β⁺ (>99,9 %)	⁷⁹Sr	(5/2+)#
⁷⁹Y	39	40	78,93735(48)	14,8(6) s	β⁺, p (<0,1 %)	⁷⁸Rb	(5/2+)#
⁸⁰Y	39	41	79,93428(19)	30,1(5) s	β⁺	⁸⁰Sr	4-
^80m1Y	228,5(1) keV			4,8(3) s			(1-)
^80m2Y	312,6(9) keV			4,7(3) µs			(2+)
⁸¹Y	39	42	80,92913(7)	70,4(10) s	β⁺	⁸¹Sr	(5/2+)
⁸²Y	39	43	81,92679(11)	8,30(20) s	β⁺	⁸²Sr	1+
^82m1Y	402,63(14) keV			268(25) ns			4-
^82m2Y	507,50(13) keV			147(7) ns			6+
⁸³Y	39	44	82,92235(5)	7,08(6) min	β⁺	⁸³Sr	9/2+
^83mY	61,98(11) keV			2,85(2) min	β⁺ (60 %)	⁸³Sr	(3/2-)
^83mY	61,98(11) keV			2,85(2) min	TI (40 %)	⁸³Y	(3/2-)
⁸⁴Y	39	45	83,92039(10)	4,6(2) s	β⁺	⁸⁴Sr	1+
^84mY	-80(190) keV			39,5(8) min	β⁺	⁸⁴Sr	(5-)
⁸⁵Y	39	46	84,916433(20)	2,68(5) h	β⁺	⁸⁵Sr	(1/2)-
^85m1Y	19,8(5) keV			4,86(13) h	β⁺ (99,998 %)	⁸⁵Sr	9/2+
^85m1Y	19,8(5) keV			4,86(13) h	TI (0,002 %)	⁸⁵Y	9/2+
^85m2Y	266,30(20) keV			178(6) ns			5/2-
⁸⁶Y	39	47	85,914886(15)	14,74(2) h	β⁺	⁸⁶Sr	4-
^86m1Y	218,30(20) keV			48(1) min	TI (99,31 %)	⁸⁶Y	(8+)
^86m1Y	218,30(20) keV			48(1) min	β⁺ (0,69 %)	⁸⁶Sr	(8+)
^86m2Y	302,2(5) keV			125(6) ns			(7-)
⁸⁷Y	39	48	86,9108757(17)	79,8(3) h	β⁺	⁸⁷Sr	1/2-
^87mY	380,82(7) keV			13,37(3) h	TI (98,43 %)	⁸⁷Y	9/2+
^87mY	380,82(7) keV			13,37(3) h	β⁺ (1,56 %)	⁸⁷Sr	9/2+
⁸⁸Y	39	49	87,9095011(20)	106,616(13) j	β⁺	⁸⁸Sr	4-
^88m1Y	674,55(4) keV			13,9(2) ms	TI	⁸⁸Y	(8)+
^88m2Y	392,86(9) keV			300(3) µs			1+
⁸⁹Y[n 4]	39	50	88,9058483(27)	Stable			1/2-
^89mY	908,97(3) keV			15,663(5) s	TI	⁸⁹Y	9/2+
⁹⁰Y[n 4]	39	51	89,9071519(27)	64,053(20) h	β⁻	⁹⁰Zr	2-
^90mY	681,67(10) keV			3,19(6) h	TI (99,99 %)	⁹⁰Y	7+
^90mY	681,67(10) keV			3,19(6) h	β⁻ (0,0018 %)	⁹⁰Zr	7+
⁹¹Y[n 4]	39	52	90,907305(3)	58,51(6) j	β⁻	⁹¹Zr	1/2-
^91mY	555,58(5) keV			49,71(4) min	TI(98,5 %)	⁹¹Y	9/2+
^91mY	555,58(5) keV			49,71(4) min	β⁻ (1,5 %)	⁹¹Zr	9/2+
⁹²Y	39	53	91,908949(10)	3,54(1) h	β⁻	⁹²Zr	2-
⁹³Y	39	54	92,909583(11)	10,18(8) h	β⁻	⁹³Zr	1/2-
^93mY	758,719(21) keV			820(40) ms	TI	⁹³Y	7/2+
⁹⁴Y	39	55	93,911595(8)	18,7(1) min	β⁻	⁹⁴Zr	2-
⁹⁵Y	39	56	94,912821(8)	10,3(1) min	β⁻	⁹⁵Zr	1/2-
⁹⁶Y	39	57	95,915891(25)	5,34(5) s	β⁻	⁹⁶Zr	0-
^96mY	1140(30) keV			9,6(2) s	β⁻	⁹⁶Zr	(8)+
⁹⁷Y	39	58	96,918134(13)	3,75(3) s	β⁻ (99,942 %)	⁹⁷Zr	(1/2-)
⁹⁷Y	39	58	96,918134(13)	3,75(3) s	β⁻, n (0,058 %)	⁹⁶Zr	(1/2-)
^97m1Y	667,51(23) keV			1,17(3) s	β⁻ (99,3 %)	⁹⁷Zr	(9/2)+
					TI (0,7 %)	⁹⁷Y
					β⁻, n (0,08 %)	⁹⁶Zr
^97m2Y	3523,3(4) keV			142(8) ms			(27/2-)
⁹⁸Y	39	59	97,922203(26)	0,548(2) s	β⁻ (99,669 %)	⁹⁸Zr	(0)-
⁹⁸Y	39	59	97,922203(26)	0,548(2) s	β⁻, n (0,331 %)	⁹⁷Zr	(0)-
^98m1Y	170,74(6) keV			620(80) ns			(2)-
^98m2Y	410(30) keV			2,0(2) s	β⁻ (86,6 %)	⁹⁸Zr	(5+,4-)
					TI (10 %)	⁹⁸Y
					β⁻, n (3,4 %)	⁹⁷Zr
^98m3Y	496,19(15) keV			7,6(4) µs			(2-)
^98m4Y	1181,1(4) keV			0,83(10) µs			(8-)
⁹⁹Y	39	60	98,924636(26)	1,470(7) s	β⁻ (98,1 %)	⁹⁹Zr	(5/2+)
⁹⁹Y	39	60	98,924636(26)	1,470(7) s	β⁻, n (1,9 %)	⁹⁸Zr	(5/2+)
^99mY	2141,65(19) keV			8,6(8) µs			(17/2+)
¹⁰⁰Y	39	61	99,92776(8)	735(7) ms	β⁻ (98,98 %)	¹⁰⁰Zr	1-,2-
¹⁰⁰Y	39	61	99,92776(8)	735(7) ms	β⁻, n (1,02 %)	⁹⁹Zr	1-,2-
^100mY	200(200)# keV			940(30) ms	β⁻	¹⁰⁰Zr	(3,4,5)(+#)
¹⁰¹Y	39	62	100,93031(10)	426(20) ms	β⁻ (98,06 %)	¹⁰¹Zr	(5/2+)
¹⁰¹Y	39	62	100,93031(10)	426(20) ms	β⁻, n (1,94 %)	¹⁰⁰Zr	(5/2+)
¹⁰²Y	39	63	101,93356(9)	0,30(1) s	β⁻ (95,1 %)	¹⁰²Zr
¹⁰²Y	39	63	101,93356(9)	0,30(1) s	β⁻, n (4,9 %)	¹⁰¹Zr
^102mY	200(200)# keV			360(40) ms	β⁻ (94 %)	¹⁰²Zr	high
^102mY	200(200)# keV			360(40) ms	β⁻, n (6 %)	¹⁰¹Zr	high
¹⁰³Y	39	64	102,93673(32)#	224(19) ms	β⁻ (91,7 %)	¹⁰³Zr	5/2+#
¹⁰³Y	39	64	102,93673(32)#	224(19) ms	β⁻, n (8,3 %)	¹⁰²Zr	5/2+#
¹⁰⁴Y	39	65	103,94105(43)#	180(60) ms	β⁻	¹⁰⁴Zr
¹⁰⁵Y	39	66	104,94487(54)#	60# ms [>300 ns]	β⁻	¹⁰⁵Zr	5/2+#
¹⁰⁶Y	39	67	105,94979(75)#	50# ms [>300 ns]	β⁻	¹⁰⁶Zr
¹⁰⁷Y	39	68	106,95414(54)#	30# ms [>300 ns]			5/2+#
¹⁰⁸Y	39	69	107,95948(86)#	20# ms [>300 ns]

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.
produit de fission.

Remarques

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[4].

Notes et références

(en) NNDC contributors, « Chart of Nuclides », Upton, New York, National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory, 2008 (consulté le 13 septembre 2008)
(en) Georges Audi, « The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties », Nuclear Physics A, Atomic Mass Data Center, vol. 729,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001)
(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 yttrium » (voir la liste des auteurs).

Tableau périodique des isotopes

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