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Isotopes du francium

Le francium (Fr, numéro atomique 87) ne possède aucun isotope stable, et donc aucune masse atomique standard ne peut lui être attribué. Son radioisotope avec la plus grande durée de vie est le francium 223 (223Fr) qui possède une demi-vie de 22 minutes ; c'est aussi le seul isotope naturellement présent, à l'état de traces, comme produit de désintégration intermédiaire de l'uranium 235 (235U).

De tous les éléments dont les isotopes les plus stables ont été identifiés avec certitude, le francium est le plus instable. Seuls les éléments de numéro atomique supérieur ou égal à 106 (seaborgium) ont leur isotope le plus stable connu de durée de vie inférieure à celui du francium ; cependant, seul un petit nombre d'isotopes de ces éléments ont été découverts, il y a donc une possibilité qu'il existe des isotopes encore inconnus avec une demi-vie plus longue.

Isotopes notables

Francium 223

Le francium 223 était historiquement appelé « Actinium K » car il est le produit de désintégration alpha de l'actinium 227 (cette voie est minoritaire par rapport à la désintégration bêta) dans la chaîne de désintégration de l'uranium 235.

Place du francium[1] dans la chaîne de désintégration de 235U :

Table des isotopes
Symbole
de l'isotope		 Z (p) N (n) masse isotopique Demi-vie Mode(s) de
désintégration[2] - [n 1]		 Isotope(s)-fils[n 2] Spin nucléaire
Énergie d'excitation
199Fr 87 112 199,00726(4) 16(7) ms 1/2+#
200Fr 87 113 200,00657(8) 24(10) ms α 196At 3+#
200mFr 60(110) keV 650(210) ms α 196At 10-#
TI (rare) 200Fr
201Fr 87 114 201,00386(8) 67(3) ms α (99 %) 197At (9/2-)
β+ (1 %) 201Rn
202Fr 87 115 202,00337(5) 290(30) ms α (97 %) 198At (3+)
β+ (3 %) 202Rn
202mFr 330(90)# keV 340(40) ms α (97 %) 198At (10-)
β+ (3 %) 202Rn
203Fr 87 116 203,000925(17) 0,55(2) s α (95 %) 199At (9/2-)#
β+ (5 %) 203Rn
204Fr 87 117 204,000653(26) 1,7(3) s α (96 %) 200At (3+)
β+ (4 %) 204Rn
204m1Fr 50(4) keV 2,6(3) s α (90 %) 200At (7+)
β+ (10 %) 204Rn
204m2Fr 326(4) keV 1,7(6) s (10-)
205Fr 87 118 204,998594(8) 3,80(3) s α (99 %) 201At (9/2-)
β+ (1 %) 205Rn
206Fr 87 119 205,99867(3) ~16 s β+ (58 %) 206Rn (2+,3+)
α (42 %) 202At
206m1Fr 190(40) keV 15,9(1) s (7+)
206m2Fr 730(40) keV 700(100) ms (10-)
207Fr 87 120 206,99695(5) 14,8(1) s α (95 %) 203At 9/2-
β+ (5 %) 207Rn
208Fr 87 121 207,99714(5) 59,1(3) s α (90 %) 204At 7+
β+ (10 %) 208Rn
209Fr 87 122 208,995954(16) 50,0(3) s α (89 %) 205At 9/2-
β+ (11 %) 209Rn
210Fr 87 123 209,996408(24) 3,18(6) min α (60 %) 206At 6+
β+ (40 %) 210Rn
211Fr 87 124 210,995537(23) 3,10(2) min α (80 %) 207At 9/2-
β+ (20 %) 211Rn
212Fr 87 125 211,996202(28) 20,0(6) min β+ (57 %) 212Rn 5+
α (43 %) 208At
213Fr 87 126 212,996189(8) 34,6(3) s α (99,45 %) 209At 9/2-
β+ (0,55 %) 213Rn
214Fr 87 127 213,998971(9) 5,0(2) ms α 210At (1-)
214m1Fr 123(6) keV 3,35(5) ms α 210At (8-)
214m2Fr 638(6) keV 103(4) ns (11+)
214m3Fr 6477+Y keV 108(7) ns (33+)
215Fr 87 128 215,000341(8) 86(5) ns α 211At 9/2-
216Fr 87 129 216,003198(15) 0,70(2) µs α 212At (1-)
β+ (2 × 10−7 %) 216Rn
217Fr 87 130 217,004632(7) 16,8(19) µs α 213At 9/2-
218Fr 87 131 218,007578(5) 1,0(6) ms α 214At 1-
218m1Fr 86(4) keV 22,0(5) ms α 214At
TI (rare) 218Fr
218m2Fr 200(150)# keV high
219Fr 87 132 219,009252(8) 20(2) ms α 215At 9/2-
220Fr 87 133 220,012327(4) 27,4(3) s α (99,65 %) 216At 1+
β− (0,35 %) 220Ra
221Fr 87 134 221,014255(5) 4,9(2) min α (99,9 %) 217At 5/2-
β− (0,1 %) 221Ra
DC (8,79×−11 %) 207Tl
14C
222Fr 87 135 222,017552(23) 14,2(3) min β− 222Ra 2-
223Fr 87 136 223,0197359(26) 22,00(7) min β− (99,99 %) 223Ra 3/2(-)
α (0,006 %) 219At
224Fr 87 137 224,02325(5) 3,33(10) min β− 224Ra 1-
225Fr 87 138 225,02557(3) 4,0(2) min β− 225Ra 3/2-
226Fr 87 139 226,02939(11) 49(1) s β− 226Ra 1-
227Fr 87 140 227,03184(11) 2,47(3) min β− 227Ra 1/2+
228Fr 87 141 228,03573(22)# 38(1) s β− 228Ra 2-
229Fr 87 142 229,03845(4) 50,2(4) s β− 229Ra (1/2+)#
230Fr 87 143 230,04251(48)# 19,1(5) s β− 230Ra
231Fr 87 144 231,04544(50)# 17,6(6) s β− 231Ra (1/2+)#
232Fr 87 145 232,04977(69)# 5(1) s β− 232Ra
  1. Abréviations :
    DC : désintégration par émission de cluster ;
    TI : transition isomérique.
  2. Isotopes stables en gras.

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 incertitudes élargies.

Notes et références
  1. « Isotope data for Francium223 in the Periodic Table », sur www.periodictable.com (consulté le )
  2. (en)Universal Nuclide Chart


1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Tableau périodique des isotopes
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