Isotopes du dysprosium

Le dysprosium (Dy, numéro atomique 66) possède 36 isotopes, dont sept stables[1] qui constituent le dysprosium naturel. ¹⁶⁴Dy est l'isotope le plus abondant (abondance de 28,2 %). 29 radioisotopes ont été caractérisés, dont le plus stable est ¹⁵⁴Dy avec une demi-vie de 3 millions d'années. 12 isomères nucléaires ont été découverts, dont le plus stable est ^165mDy (demi-vie de 1,26 minutes).

Le mode de désintégration majoritaire est la capture électronique pour les isotopes plus légers que ¹⁶⁴Dy, avec des isotopes du terbium pour isotopes fils, et la désintégration β pour les isotopes plus lourd que ¹⁶⁴Dy, avec des isotopes de l'holmium pour isotopes fils.

Masse atomique standard : 162,500(1).

Isotopes notables

Isotopes stables

Quatre des sept isotopes stables forment à eux seuls plus de 97 % du dysprosium naturel : ¹⁶¹Dy, ¹⁶²Dy, ¹⁶³Dy et ¹⁶⁴Dy. Ces deux derniers sont par ailleurs les seuls pour lesquels la théorie ne prévoit aucune radioactivité, les cinq autres isotopes naturels sont tous soupçonnés de se désintégrer avec une très grande demi-vie.

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)
¹⁵⁶Dy	0,056 (3) %
¹⁵⁸Dy	0,0950(3) %
¹⁶⁰Dy	2,329 (18) %
¹⁶¹Dy	18,889 (42) %
¹⁶²Dy	25,475 (36) %
¹⁶³Dy	24,896 (42) %
¹⁶⁴Dy	28,260 (54) %

Isotopes radioactifs

Le dysprosium 154 est l'isotope radioactif de plus longue demi-vie (3,01 Ma) ; c'est une radioactivité éteinte. Ensuite vient ¹⁵⁹Dy (144,44 j). Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à 24 h.

Le dysprosium 154 étant maintenant absent dans la nature, il est produit artificiellement par bombardement de cibles de ¹⁵⁴Gd par des particules alpha à 48 MeV[2].

Tableau des isotopes

Symbole du nucléide	Z(p)	N(n)	masse isotopique (u)[alpha 1] - [alpha 2]	demi-vie[alpha 1] - [alpha 2]	mode(s) de désintégration[3] - [alpha 3]	isotope(s) fils[alpha 4]	spin nucléaire[alpha 1]
Symbole du nucléide	énergie d'excitation			demi-vie[alpha 1] - [alpha 2]	mode(s) de désintégration[3] - [alpha 3]	isotope(s) fils[alpha 4]	spin nucléaire[alpha 1]
¹³⁸Dy	66	72	137,96249(64)#	200# ms			0+
¹³⁹Dy	66	73	138,95954(54)#	600(200) ms			7/2+#
¹⁴⁰Dy	66	74	139,95401(54)#	700# ms	β⁺	¹⁴⁰Tb	0+
^140mDy	2166,1(5) keV			7,0(5) µs			(8−)
¹⁴¹Dy	66	75	140,95135(32)#	0,9(2) s	β⁺	¹⁴¹Tb	(9/2−)
¹⁴¹Dy	66	75	140,95135(32)#	0,9(2) s	β⁺, p (rare)	¹⁴⁰Gd	(9/2−)
¹⁴²Dy	66	76	141,94637(39)#	2,3(3) s	β⁺ (99,94 %)	¹⁴²Tb	0+
¹⁴²Dy	66	76	141,94637(39)#	2,3(3) s	β⁺, p (0,06 %)	¹⁴¹Gd	0+
¹⁴³Dy	66	77	142,94383(21)#	5,6(10) s	β⁺	¹⁴³Tb	(1/2+)
¹⁴³Dy	66	77	142,94383(21)#	5,6(10) s	β⁺, p (rare)	¹⁴²Gd	(1/2+)
^143mDy	310,7(6) keV			3,0(3) s			(11/2−)
¹⁴⁴Dy	66	78	143,93925(3)	9,1(4) s	β⁺	¹⁴⁴Tb	0+
¹⁴⁴Dy	66	78	143,93925(3)	9,1(4) s	β⁺, p (rare)	¹⁴³Gd	0+
¹⁴⁵Dy	66	79	144,93743(5)	9,5(10) s	β⁺	¹⁴⁵Tb	(1/2+)
¹⁴⁵Dy	66	79	144,93743(5)	9,5(10) s	β⁺, p (rare)	¹⁴⁴Gd	(1/2+)
^145mDy	118,2(2) keV			14,1(7) s	β⁺	¹⁴⁵Tb	(11/2−)
¹⁴⁶Dy	66	80	145,932845(29)	33,2(7) s	β⁺	¹⁴⁶Tb	0+
^146mDy	2935,7(6) keV			150(20) ms	TI	¹⁴⁶Dy	(10+)#
¹⁴⁷Dy	66	81	146,931092(21)	40(10) s	β⁺ (99,95 %)	¹⁴⁷Tb	1/2+
¹⁴⁷Dy	66	81	146,931092(21)	40(10) s	β⁺, p (0,05 %)	¹⁴⁶Tb	1/2+
^147m1Dy	750,5(4) keV			55(1) s	β⁺ (65 %)	¹⁴⁷Tb	11/2−
^147m1Dy	750,5(4) keV			55(1) s	TI (35 %)	¹⁴⁷Dy	11/2−
^147m2Dy	3407,2(8) keV			0,40(1) µs			(27/2−)
¹⁴⁸Dy	66	82	147,927150(11)	3,3(2) min	β⁺	¹⁴⁸Tb	0+
¹⁴⁹Dy	66	83	148,927305(9)	4,20(14) min	β⁺	¹⁴⁹Tb	7/2(−)
^149mDy	2661,1(4) keV			490(15) ms	TI (99,3 %)	¹⁴⁹Dy	(27/2−)
^149mDy	2661,1(4) keV			490(15) ms	β⁺ (0,7 %)	¹⁴⁹Tb	(27/2−)
¹⁵⁰Dy	66	84	149,925585(5)	7,17(5) min	β⁺ (64 %)	¹⁵⁰Tb	0+
¹⁵⁰Dy	66	84	149,925585(5)	7,17(5) min	α (36 %)	¹⁴⁶Gd	0+
¹⁵¹Dy	66	85	150,926185(4)	17,9(3) min	β⁺ (94,4 %)	¹⁵¹Tb	7/2(−)
¹⁵¹Dy	66	85	150,926185(4)	17,9(3) min	α (5,6 %)	¹⁴⁷Gd	7/2(−)
¹⁵²Dy	66	86	151,924718(6)	2,38(2) h	CE (99,9 %)	¹⁵²Tb	0+
¹⁵²Dy	66	86	151,924718(6)	2,38(2) h	α (0,1 %)	¹⁴⁸Gd	0+
¹⁵³Dy	66	87	152,925765(5)	6,4(1) h	β⁺ (99,99 %)	¹⁵³Tb	7/2(−)
¹⁵³Dy	66	87	152,925765(5)	6,4(1) h	α (0,00939 %)	¹⁴⁹Gd	7/2(−)
¹⁵⁴Dy	66	88	153,924424(8)	3,0(15)×10⁶ a	α	¹⁵⁰Gd	0+
¹⁵⁴Dy	66	88	153,924424(8)	3,0(15)×10⁶ a	β⁺β⁺ (rare)	¹⁵⁴Gd	0+
¹⁵⁵Dy	66	89	154,925754(13)	9,9(2) h	β⁺	¹⁵⁵Tb	3/2−
^155mDy	234,33(3) keV			6(1) µs			11/2−
¹⁵⁶Dy	66	90	155,924283(7)	observé stable[alpha 5]			0+
¹⁵⁷Dy	66	91	156,925466(7)	8,14(4) h	β⁺	¹⁵⁷Tb	3/2−
^157m1Dy	161,99(3) keV			1,3(2) µs			9/2+
^157m2Dy	199,38(7) keV			21,6(16) ms	TI	¹⁵⁷Dy	11/2−
¹⁵⁸Dy	66	92	157,924409(4)	observé stable[alpha 6]			0+
¹⁵⁹Dy	66	93	158,9257392(29)	144,4(2) j	CE	¹⁵⁹Tb	3/2−
^159mDy	352,77(14) keV			122(3) µs			11/2−
¹⁶⁰Dy	66	94	159,9251975(27)	observé stable[alpha 7]			0+
¹⁶¹Dy	66	95	160,9269334(27)	observé stable[alpha 8]			5/2+
¹⁶²Dy	66	96	161,9267984(27)	observé stable[alpha 9]			0+
¹⁶³Dy	66	97	162,9287312(27)	stable[alpha 10] - [alpha 11] - [4]			5/2−
¹⁶⁴Dy	66	98	163,9291748(27)	stable[alpha 10]			0+
¹⁶⁵Dy	66	99	164,9317033(27)	2,334(1) h	β⁻	¹⁶⁵Ho	7/2+
^165mDy	108,160(3) keV			1,257(6) min	TI (97,76 %)	¹⁶⁵Dy	1/2−
^165mDy	108,160(3) keV			1,257(6) min	β⁻ (2,24 %)	¹⁶⁵Ho	1/2−
¹⁶⁶Dy	66	100	165,9328067(28)	81,6(1) h	β⁻	¹⁶⁶Ho	0+
¹⁶⁷Dy	66	101	166,93566(6)	6,20(8) min	β⁻	¹⁶⁷Ho	(1/2−)
¹⁶⁸Dy	66	102	167,93713(15)	8,7(3) min	β⁻	¹⁶⁸Ho	0+
¹⁶⁹Dy	66	103	168,94031(32)	39(8) s	β⁻	¹⁶⁹Ho	(5/2−)
¹⁷⁰Dy	66	104	169,94239(21)#	30# s	β⁻	¹⁷⁰Ho	0+
¹⁷¹Dy	66	105	170,94620(32)#	6# s	β⁻	¹⁷¹Ho	7/2−#
¹⁷²Dy	66	106	171,94876(43)#	3# s	β⁻	¹⁷²Ho	0+
¹⁷³Dy	66	107	172,95300(54)#	2# s	β⁻	¹⁷³Ho	9/2+#

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.
Abréviations : CE = capture électronique, TI = transition isomérique.
En gras pour les isotopes stables, en gras et italique pour les isotopes quasi stables (demi-vie supérieure à l'âge de l'univers)
On soupçonne qu'il se désintègre par radioactivité α en ¹⁵²Gd ou par β⁺β⁺ en ¹⁵⁶Gd avec une demi-vie supérieure à 10¹⁸ ans.
Soupçonne d'une radioactivité α vers ¹⁵⁴Gd ou β⁺β⁺ vers ¹⁵⁸Gd
Soupçonné d'une radioactivité α vers ¹⁵⁶Gd
On soupçonne qu'il subit une désintégration α vers ¹⁵⁷Gd
On soupçonne qu'il subit une désintégration α vers ¹⁵⁸Gd
Théoriquement capable de fission spontanée.
Peut subir une désintégration β liée vers ⁶³Ho avec une demi-vie de 47 jours lorsqu'il est entièrement ionisé.

Références et sources

Références

« Isotope data for Dysprosium164 in the Periodic Table », sur www.periodictable.com (consulté le 3 décembre 2015)
R. D. MacFarlane, « Dysprosium-154, a long-lived α-emitter », Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, vol. 19,‎ 1^er septembre 1961, p. 9–12 (DOI 10.1016/0022-1902(61)80039-0, lire en ligne, consulté le 24 mars 2016)
(en) « Universal Nuclide Chart » , nucleonica
(en) M. Jung et al., « First observation of bound-state β⁻ decay », Physical Review Letters, vol. 69, n^o 15,‎ 12 octobre 1992, p. 2164–2167 (PMID 10046415, DOI 10.1103/PhysRevLett.69.2164)

Sources

Masses isotopiques issues de :
- (en) 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 :
- (en) J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman et P. D. P. Taylorr, « 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-vies, spin, et données isomériques sélectionnées à partir des sources suivantes :
- (en) 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])
- (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

Voir aussi

Tableau périodique des isotopes

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