Isotopes du krypton

Le krypton (Kr) possède 33 isotopes connus, de nombre de masse variant de 69 à 101 et trois isomères nucléaires. Le krypton naturel est constitué de cinq isotopes stables, ⁸⁰Kr, ⁸²Kr, ⁸³Kr, ⁸⁴Kr et ⁸⁶Kr ainsi que d'un isotope quasi stable, ⁷⁸Kr, qui a une demi-vie de 9,2 × 10²¹ ans. On attribue au krypton une masse atomique standard de 83,798(2) u.

Outre ces isotopes, le krypton possède 27 radioisotopes ayant une demi-vie inférieure au million d'années. ⁸¹Kr est le radioisotope à la demi-vie la plus longue (229 000 années), suivi de ⁸⁵Kr (10,7 ans), de ⁷⁹Kr (35 h) et ⁷⁶Kr (14,8 h). Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à 5 heures, et la plupart d'entre eux inférieure à une minute. Les isotopes les plus légers se désintègrent en isotopes du brome, parfois en isotopes du sélénium, les plus lourds en isotopes du rubidium.

Isotopes notables

Krypton naturel

Le krypton naturel est constitué des cinq isotopes stables, ⁸⁰Kr, ⁸²Kr, ⁸³Kr, ⁸⁴Kr (majoritaire) et ⁸⁶Kr, et du radioisotope quasi-stable ⁷⁸Kr (très minoritaire). On soupçonne encore ⁸⁶Kr d'être légèrement radioactif, selon une double radioactivité β (avec une demi-vie supérieures à des milliards de fois l'âge de l'univers).

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)
⁷⁸Kr	0,355 (3) %
⁸⁰Kr	2,286 (10) %
⁸²Kr	11,593 (31) %
⁸³Kr	11,500 (19) %
⁸⁴Kr	56,987 (15) %
⁸⁶Kr	17,279 (41) %

Krypton 81

Le krypton 81 (⁸¹Kr) possède un noyau constitué de 36 protons et de 45 neutrons. C'est un isotope cosmogénique, produit par l'interaction des rayons cosmiques avec d'autres isotopes naturels du krypton. C'est un radioisotope naturel avec une demi-vie de 229 000 années. Le krypton est extrêmement volatil quand il est proche de la surface de l'eau, et ⁸¹Kr a été utilisé pour dater de l'eau souterraine vieille de 50 000 à 800 000 ans[1]. Le krypton 81 donne par capture électronique le brome 81, stable.

Krypton 85

**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 krypton 85 (⁸⁵Kr) possède un noyau constitué de 36 protons et de 49 neutrons. C'est un gaz noble inerte, radioactif avec une demi-vie de 10,76 années. Il est produit par la fission de l'uranium et du plutonium dans les essais nucléaires et les réacteurs nucléaires. Il est notamment libéré lors du retraitement de barres de combustible des réacteurs nucléaires. Les concentrations au pôle Nord sont 30 % plus élevées qu'au pôle Sud, la plupart des réacteurs nucléaires étant dans l'hémisphère nord[2]. Le krypton 85 donne par désintégration β⁻ le rubidium 85, stable.

Krypton 86

Le krypton 86 a été utilisé pour définir le mètre de 1960 à 1983, quand la définition du mètre était basée sur la raie spectrale de 605 nm (orange) des atomes de cet isotope.

Table des isotopes

Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	masse isotopique	Demi-vie	Mode(s) de désintégration[3] - [n 1]	Isotope(s) fils[n 2]	Spin nucléaire
Symbole de l'isotope	Énergie d'excitation			Demi-vie	Mode(s) de désintégration[3] - [n 1]	Isotope(s) fils[n 2]	Spin nucléaire
⁶⁹Kr	36	33	68,96518(43)#	32(10) ms	β⁺	⁶⁹Br	5/2-#
⁷⁰Kr	36	34	69,95526(41)#	52(17) ms	β⁺	⁷⁰Br	0+
⁷¹Kr	36	35	70,94963(70)	100(3) ms	β⁺ (94,8 %)	⁷¹Br	(5/2)-
⁷¹Kr	36	35	70,94963(70)	100(3) ms	β⁺, p (5,2 %)	⁷⁰Se	(5/2)-
⁷²Kr	36	36	71,942092(9)	17,16(18) s	β⁺	⁷²Br	0+
⁷³Kr	36	37	72,939289(7)	28,6(6) s	β⁺ (99,32 %)	⁷³Br	3/2-
⁷³Kr	36	37	72,939289(7)	28,6(6) s	β⁺, p (0,68 %)	⁷²Se	3/2-
^73mKr	433,66(12) keV			107(10) ns			(9/2+)
⁷⁴Kr	36	38	73,9330844(22)	11,50(11) min	β⁺	⁷⁴Br	0+
⁷⁵Kr	36	39	74,930946(9)	4,29(17) min	β⁺	⁷⁵Br	5/2+
⁷⁶Kr	36	40	75,925910(4)	14,8(1) h	β⁺	⁷⁶Br	0+
⁷⁷Kr	36	41	76,9246700(21)	74,4(6) min	β⁺	⁷⁷Br	5/2+
⁷⁸Kr	36	42	77,9203648(12)	9,2 × 10²¹ a[4]	Double CE	⁷⁸Se	0+
⁷⁹Kr	36	43	78,920082(4)	35,04(10) h	β⁺	⁷⁹Br	1/2-
^79mKr	129,77(5) keV			50(3) s			7/2+
⁸⁰Kr	36	44	79,9163790(16)	Stable			0+
⁸¹Kr[n 3]	36	45	80,9165920(21)	2,29(11)×10⁵ a	CE	⁸¹Br	7/2+
^81mKr	190,62(4) keV			13,10(3) s	TI (99,975 %)	⁸¹Kr	1/2-
^81mKr	190,62(4) keV			13,10(3) s	CE (0,025 %)	⁸¹Br	1/2-
⁸²Kr	36	46	81,9134836(19)	Stable			0+
⁸³Kr[n 4]	36	47	82,914136(3)	Stable			9/2+
^83m1Kr	9,4053(8) keV			154,4(11) ns	7/2+
^83m2Kr	41,5569(10) keV			1,83(2) h	TI	⁸³Kr	1/2-
⁸⁴Kr[n 4]	36	48	83,911507(3)	Stable			0+
^84mKr	3236,02(18) keV			1,89(4) µs			8+
⁸⁵Kr[n 4]	36	49	84,9125273(21)	10,776(3) a	β⁻	⁸⁵Rb	9/2+
^85m1Kr	304,871(20) keV			4,480(8) h	β⁻ (78,6 %)	⁸⁵Rb	1/2-
^85m1Kr	304,871(20) keV			4,480(8) h	TI (21,4 %)	⁸⁵Kr	1/2-
^85m2Kr	1991,8(13) keV			1,6(7) µs [1,2(+10-4) µs]			(17/2+)
⁸⁶Kr[n 4]	36	50	85,91061073(11)	Observé stable[n 5]			0+
⁸⁷Kr	36	51	86,91335486(29)	76,3(5) min	β⁻	⁸⁷Rb	5/2+
⁸⁸Kr	36	52	87,914447(14)	2,84(3) h	β⁻	⁸⁸Rb	0+
⁸⁹Kr	36	53	88,91763(6)	3,15(4) min	β⁻	⁸⁹Rb	3/2(+#)
⁹⁰Kr	36	54	89,919517(20)	32,32(9) s	β⁻	^90mRb	0+
⁹¹Kr	36	55	90,92345(6)	8,57(4) s	β⁻	⁹¹Rb	5/2(+)
⁹²Kr	36	56	91,926156(13)	1,840(8) s	β⁻ (99,96 %)	⁹²Rb	0+
⁹²Kr	36	56	91,926156(13)	1,840(8) s	β⁻, n (0,033 %)	⁹¹Rb	0+
⁹³Kr	36	57	92,93127(11)	1,286(10) s	β⁻ (98,05 %)	⁹³Rb	1/2+
⁹³Kr	36	57	92,93127(11)	1,286(10) s	β⁻, n (1,95 %)	⁹²Rb	1/2+
⁹⁴Kr	36	58	93,93436(32)#	210(4) ms	β⁻ (94,3 %)	⁹⁴Rb	0+
⁹⁴Kr	36	58	93,93436(32)#	210(4) ms	β⁻, n (5,7 %)	⁹³Rb	0+
⁹⁵Kr	36	59	94,93984(43)#	114(3) ms	β⁻	⁹⁵Rb	1/2(+)
⁹⁶Kr	36	60	95,94307(54)#	80(7) ms	β⁻	⁹⁶Rb	0+
⁹⁷Kr	36	61	96,94856(54)#	63(4) ms	β⁻	⁹⁷Rb	3/2+#
⁹⁷Kr	36	61	96,94856(54)#	63(4) ms	β⁻, n	⁹⁶Rb	3/2+#
⁹⁸Kr	36	62	97,95191(64)#	46(8) ms			0+
⁹⁹Kr	36	63	98,95760(64)#	40(11) ms			(3/2+)#
¹⁰⁰Kr	36	64	99,96114(54)#	10# ms [>300 ns]			0+
¹⁰¹Kr[5]	36	65	inconnue	>635 ns	β⁻ 2n	⁹⁹Rb
					β⁻ n,	¹⁰¹Rb
					β⁻	¹⁰⁰Rb

Abréviations :
CE : capture électronique ;
TI : transition isomérique.
Isotopes stables en gras.
Utilisé pour dater l'eau souterraine.
Produit de fission.
Soupçonné de se désintégrer par désintégration β⁻β⁻ en ⁸⁶Sr.

Remarques

La composition isotopique est celle de l'air.
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.
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.

Références

(en) N. Thonnard, L. D. MeKay, T. C. Labotka, « Development of Laser-Based Resonance Ionization Techniques for 81-Kr and 85-Kr Measurements in the Geosciences », University of Tennessee, Institute for Rare Isotope Measurements, 2001, p. 4–7
(en) « Resources on Isotopes », U.S. Geological Survey (consulté le 20 mars 2007)
(en)Universal Nuclide Chart
(en) Yu. M. Gavrilyuk et al., « Indications of 2ν2K capture in 78Kr », Physical Review C,‎ 4 mars 2013 (DOI 10.1103/PhysRevC.87.035501, lire en ligne).
(en) Brookhaven National Laboratory: Meet krypton's newest isotope, ¹⁰¹Kr.

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

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Voir aussi

Tableau périodique des isotopes

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