Isotopes du cadmium

Le cadmium (Cd, numéro atomique 48) possède 38 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 95 et 132, et 12 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, six sont stables, ¹⁰⁶Cd, ¹⁰⁸Cd, ¹¹⁰Cd, ¹¹¹Cd, ¹¹²Cd et ¹¹⁴Cd ; ils constituent avec deux radionucléides primordiaux, ¹¹³Cd et ¹¹⁶Cd, la totalité du cadmium naturel. Le plus abondant est ¹¹⁴Cd (28,73 % du cadmium naturel) et le moins abondant ¹⁰⁸Cd (0,89 %). On attribue au cadmium une masse atomique standard de 112,411(8) u.

En dehors des deux radioisotopes naturels du cadmium, les radioisotopes du cadmium avec les plus longues demi-vies sont ¹⁰⁹Cd (462,6 jours) et ¹¹⁵Cd (53,46 heures). Tous les autres radioisotopes ont une demi-vie inférieure à 2,5 heures et pour la majorité inférieure à 5 minutes. Parmi les isomères nucléaires, les plus stables sont ^113mCd (t_1/2 de 14,1 années), ^115mCd (t_1/2 de 44,6 jours) et ^117mCd (t_1/2 de 3,36 heures).

Les radioisotopes plus légers que les isotopes stables (A < 108) se désintègrent principalement par émission de positron (β⁺) en isotopes de l'argent. ¹⁰⁹Cd se désintègre lui par capture électronique en ¹⁰⁹Ag. Les radioisotopes plus lourds (A > 113) se désintègrent eux principalement par désintégration β⁻ en isotopes de l'indium, à l'exception de ¹¹⁶Cd qui se désintègre par double émission β⁻ en ¹¹⁶Sn.

Isotopes notables

Cadmium naturel

Le cadmium naturel est constitué des six isotopes stables ¹⁰⁶Cd, ¹⁰⁸Cd, ¹¹⁰Cd, ¹¹¹Cd, ¹¹²Cd et ¹¹⁴Cd, et des deux radionucléides primordiaux ¹¹³Cd et ¹¹⁶Cd. Ces derniers ont des demi-vies respectives de 7,7 × 10¹⁵ années pour ¹¹³Cd et 3,1 × 10¹⁹ années pour ¹¹⁶Cd, ils sont donc quasi stables et leur radioactivité est négligée pour la quasi-totalité de leurs applications. On soupçonne ¹⁰⁶Cd, ¹⁰⁸Cd et ¹¹⁴Cd d'être également radioactifs, avec des demi-vies de l'ordre ou supérieure à dix millions de fois l'âge de l'univers, mais leur désintégration n'a pour l'instant jamais été observée.

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)
¹⁰⁶Cd	1,25 (6) %
¹⁰⁸Cd	0,89 (3) %
¹¹⁰Cd	12,49 (18) %
¹¹¹Cd	12,80 (12) %
¹¹²Cd	24,13 (21) %
¹¹³Cd	12,22 (12) %
¹¹⁴Cd	28,73 (42) %
¹¹⁶Cd	7,49 (18) %

Cadmium 113m

**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

Le cadmium 113m (^113mCd) est un radioisotope et isomère nucléaire avec une demi-vie de 14,1 années. Dans un réacteur thermique normal, il a un très faible rendement de produit de fission, et du fait de sa très grande section efficace de capture neutronique, toute quantité produite, même infime, est détruite durant la consommation du combustible nucléaire, ce qui n'en fait pas un déchet nucléaire important.

La fission rapide ou la fission d'actinides plus lourds produit ^113mCd à de plus hauts rendements.

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
Symbole de l'isotope	Énergie d'excitation			Demi-vie[n 1]	Mode(s) de désintégration[1] - [n 2]	Isotope(s)-fils[n 3]	Spin nucléaire
⁹⁵Cd	48	47	94,94987(64)#	5# ms			9/2+#
⁹⁶Cd	48	48	95,93977(54)#	1# s	β⁺	⁹⁶Ag	0+
⁹⁷Cd	48	49	96,93494(43)#	2,8(6) s	β⁺ (>99,9 %)	⁹⁷Ag	9/2+#
⁹⁷Cd	48	49	96,93494(43)#	2,8(6) s	β⁺, p (<0,1 %)	⁹⁶Pd	9/2+#
⁹⁸Cd	48	50	97,92740(8)	9,2(3) s	β⁺ (99,975 %)	⁹⁸Ag	0+
⁹⁸Cd	48	50	97,92740(8)	9,2(3) s	β⁺, p (0,025 %)	⁹⁷Ag	0+
^98mCd	2427,5(6) keV			190(20) ns			8+#
⁹⁹Cd	48	51	98,92501(22)#	16(3) s	β⁺ (99,78 %)	⁹⁹Ag	(5/2+)
					β⁺, p (0,21 %)	⁹⁸Pd
					β⁺, α (10⁻⁴ %)	⁹⁴Rh
¹⁰⁰Cd	48	52	99,92029(10)	49,1(5) s	β⁺	¹⁰⁰Ag	0+
¹⁰¹Cd	48	53	100,91868(16)	1,36(5) min	β⁺	¹⁰¹Ag	(5/2+)
¹⁰²Cd	48	54	101,91446(3)	5,5(5) min	β⁺	¹⁰²Ag	0+
¹⁰³Cd	48	55	102,913419(17)	7,3(1) min	β⁺	¹⁰³Ag	5/2+
¹⁰⁴Cd	48	56	103,909849(10)	57,7(10) min	β⁺	¹⁰⁴Ag	0+
¹⁰⁵Cd	48	57	104,909468(12)	55,5(4) min	β⁺	¹⁰⁵Ag	5/2+
¹⁰⁶Cd	48	58	105,906459(6)	Observé stable[n 4]			0+
¹⁰⁷Cd	48	59	106,906618(6)	6,50(2) h	β⁺	^107mAg	5/2+
¹⁰⁸Cd	48	60	107,904184(6)	Observé stable[n 5]			0+
¹⁰⁹Cd	48	61	108,904982(4)	461,4(12) j	CE	¹⁰⁹Ag	5/2+
^109m1Cd	59,6(4) keV			12(2) µs			1/2+
^109m2Cd	463,0(5) keV			10,9(5) µs			11/2-
¹¹⁰Cd	48	62	109,9030021(29)	Stable[n 6]			0+
¹¹¹Cd[n 7]	48	63	110,9041781(29)	Stable[n 6]			1/2+
^111mCd	396,214(21) keV			48,50(9) min	TI	¹¹¹Cd	11/2-
¹¹²Cd[n 7]	48	64	111,9027578(29)	Stable[n 6]			0+
¹¹³Cd[n 7] - [n 8]	48	65	112,9044017(29)	7,7(3) × 10¹⁵ a	β⁻	¹¹³In	1/2+
^113mCd[n 7]	263,54(3) keV			14,1(5) a	β⁻ (99,86 %)	¹¹³In	11/2-
^113mCd[n 7]	263,54(3) keV			14,1(5) a	TI (0,139 %)	¹¹³Cd	11/2-
¹¹⁴Cd[n 7]	48	66	113,9033585(29)	Observé stable[n 9]			0+
¹¹⁵Cd[n 7]	48	67	114,9054310(29)	53,46(5) h	β⁻	^115mIn	1/2+
^115mCd	181,0(5) keV			44,56(24) j	β⁻	^115mIn	(11/2)-
¹¹⁶Cd[n 7] - [n 8]	48	68	115,904756(3)	3,1(4) × 10¹⁹ a	β⁻β⁻	¹¹⁶Sn	0+
¹¹⁷Cd	48	69	116,907219(4)	2,49(4) h	β⁻	^117mIn	1/2+
^117mCd	136,4(2) keV			3,36(5) h	β⁻	^117mIn	(11/2)-
¹¹⁸Cd	48	70	117,906915(22)	50,3(2) min	β⁻	¹¹⁸In	0+
¹¹⁹Cd	48	71	118,90992(9)	2,69(2) min	β⁻	^119mIn	(3/2+)
^119mCd	146,54(11) keV			2,20(2) min	β⁻	^119mIn	(11/2-)#
¹²⁰Cd	48	72	119,90985(2)	50,80(21) s	β⁻	¹²⁰In	0+
¹²¹Cd	48	73	120,91298(9)	13,5(3) s	β⁻	^121mIn	(3/2+)
^121mCd	214,86(15) keV			8,3(8) s	β⁻	^121mIn	(11/2-)
¹²²Cd	48	74	121,91333(5)	5,24(3) s	β⁻	¹²²In	0+
¹²³Cd	48	75	122,91700(4)	2,10(2) s	β⁻	^123mIn	(3/2)+
^123mCd	316,52(23) keV			1,82(3) s	β⁻	¹²³In	(11/2-)
^123mCd	316,52(23) keV			1,82(3) s	TI	²³Cd	(11/2-)
¹²⁴Cd	48	76	123,91765(7)	1,25(2) s	β⁻	¹²⁴In	0+
¹²⁵Cd	48	77	124,92125(7)	0,65(2) s	β⁻	^125mIn	(3/2+)#
^125mCd	50(70) keV			570(90) ms	β⁻	¹²⁵In	11/2-#
¹²⁶Cd	48	78	125,92235(6)	0,515(17) s	β⁻	¹²⁶In	0+
¹²⁷Cd	48	79	126,92644(8)	0,37(7) s	β⁻	^127mIn	(3/2+)
¹²⁸Cd	48	80	127,92776(32)	0,28(4) s	β⁻	¹²⁸In	0+
¹²⁹Cd	48	81	128,93215(32)#	242(8) ms	β⁻ (>99,9 %)	¹²⁹In	3/2+#
¹²⁹Cd	48	81	128,93215(32)#	242(8) ms	TI (<0,1 %)	¹²⁹Cd	3/2+#
^129mCd	0(200)# keV			104(6) ms			11/2-#
¹³⁰Cd	48	82	129,9339(3)	162(7) ms	β⁻ (96 %)	¹³⁰In	0+
¹³⁰Cd	48	82	129,9339(3)	162(7) ms	β⁻, n (4 %)	¹²⁹In	0+
¹³¹Cd	48	83	130,94067(32)#	68(3) ms			7/2-#
¹³²Cd	48	84	131,94555(54)#	97(10) ms			0+

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.
Soupçonné de se désintégrer par β⁺β⁺ en ¹⁰⁶Pd avec une demi-vie supérieure à 4,1 × 10²⁰ années.
Soupçonné de se désintégrer par β⁺β⁺ en ¹⁰⁸Pd avec une demi-vie supérieure à 4,1 × 10¹⁷ années.
Théoriquement capable de fission spontanée.
Produit de fission.
Radionucléide primordial.
Soupçonné de se désintégrer par β⁻β⁻ en ¹¹⁴Sn avec une demi-vie supérieure à 6,4 × 10¹⁸ années.

Remarques

La précision de l'abondance isotopique et de la masse atomique est limitée par des variations. Les échelles de variations données devraient être valables pour tout matériau terrestre normal.
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[2].
Il est prédit de trouver de l'hyperdéformation (en) dans ¹⁰⁷Cd.

Notes et références

(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 cadmium » (voir la liste des auteurs).

Tableau périodique des isotopes

Cet article est issu de wikipedia. Text licence: CC BY-SA 4.0, Des conditions supplémentaires peuvent s’appliquer aux fichiers multimédias.