Isotopes du chlore

Le chlore naturel est constitué des deux isotopes stables ³⁵Cl (~3/4 du chlore) et ³⁷Cl (~1/4) et de traces du radioisotope cosmogénique ³⁶Cl.

Le chlore 35 (³⁵Cl) est l'isotope du chlore dont le noyau est constitué de 17 protons et de 18 neutrons. C'est un isotope stable du chlore représentant 75,78 % de l'isotope présent sur Terre. Il présente la particularité d'avoir une section efficace de capture aux neutrons thermique assez élevée : 44 barns ce qui associé à celle du chlore 37 (0,43 barns) confère au chlore naturel une section efficace de 33,45 barn. Le chlore naturel est ainsi un absorbeur de neutrons.

Le chlore 36 (³⁶Cl) est l'isotope du chlore dont le noyau est constitué de 17 protons et de 19 neutrons. C'est un radioisotope du chlore avec une demi-vie de 301 000 années existant à l'état de traces dans l'environnement, dans un ratio d'environ 7 × 10⁻¹³ pour 1 avec les isotopes stables. ³⁶Cl est produit dans l'atmosphère par spallation de ³⁶Ar par interaction avec les protons des rayons cosmiques. En environnement souterrain, ³⁶Cl est principalement produit par capture neutronique de ³⁵Cl ou capture muonique de ⁴⁰Ca. ³⁶Cl se désintègre principalement par désintégration β⁻ en ³⁶Ar (98,1 %), mais aussi par désintégration ε en ³⁶S (1,9 %) pour une demi-vie globale de 308 000 années. La demi-vie de cet isotope hydrophile non-réactif le rend utile pour la radiodatation pour une gamme allant de 60 000 à 1 million d'années.

De plus, de grandes quantités de ³⁶Cl ont été produites par irradiation de l'eau de mer durant les tirs sous-marins des armes nucléaires, depuis le tir Baker de l'opération Crossroads en juillet 1946 et surtout entre 1952 et 1958. Le temps de séjour de ³⁶Cl dans l'atmosphère est d'environ une semaine. Ainsi, comme marqueur évènementiel des années 1950 dans les sols et les eaux souterraines, le ³⁶Cl est également utile pour dater les eaux de moins de 50 ans. Le ³⁶Cl a été utilisé dans d'autres secteurs des sciences géologiques, comme la datation de la glace et des sédiments. L'isotope Cl-36 a un spin nucléaire de 2, ce qui permet d'utiliser efficacement la méthode RMN pour sa recherche .

Le chlore 37 (³⁷Cl) est l'isotope du chlore dont le noyau est constitué de 17 protons et de 20 neutrons. C'est un isotope stable du chlore représentant 24,22 % de l'isotope présent sur Terre. Il est notamment utilisé dans la détection des neutrinos.

• 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.
• Des matériaux disponibles dans le commerce peuvent avoir été soumis à un fractionnement isotopique involontaire ou non indiqué. Il est possible d'avoir des écarts importants entre la masse et la composition 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.

• Masse des isotopes depuis :
  • (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and 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 :
  • (en) J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and 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)
  • (en) 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-vie, spin et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes :
  • (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and 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])
  • (en) 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 chlorine » (voir la liste des auteurs).