Isotopes du rhénium

Le rhénium (Re, numéro atomique 75) possède 35 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 160 et 194, ainsi que 21 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, un seul est stable, ¹⁸⁵Re, faisant du rhénium un élément monoisotopique. Cependant, à l'instar du vanadium, du rubidium, du lutécium, du lanthane, de l'europium et de l'indium, il coexiste avec un radioisotope naturel à longue période, ¹⁸⁷Re (demi-vie de 41,2 milliards d'années, trois fois l'âge de l'univers) ce qui fait que le rhénium n'est pas un élément mononucléidique. Comme dans les cas de l'indium et du tellure, ce radioisotope est même l'isotope majoritaire. Une masse atomique standard de 186,207(1) u est attribuée au rhénium.

Parmi les 33 radioisotopes artificiels caractérisés, les plus stables sont ¹⁸³Re (demi-vie de 70 jours), ¹⁸⁴Re (38 jours), ¹⁸⁶Re (3,72 jours), ¹⁸²Re (64 heures) et ¹⁸⁹Re (24,3 heures). Tous les autres radioisotopes ont une demi-vie inférieure à un jour, et la plupart inférieure à vingt minutes.

Parmi les isomères nucléaires, les plus stables sont ^186mRe (t_1/2 de 200 000 années) et ^184mRe (169 jours). Tous les autres ont une demi-vie inférieure à un jour.

Les deux radioisotopes les plus légers (¹⁶⁰Re et ¹⁶¹Re) se désintègrent principalement par émission de proton. Ceux légèrement plus lourds (162 ≤ A ≤ 170) se désintègrent soit par émission de positron (β⁺) en isotopes du tungstène soit par émission α en isotopes du tantale, dans des proportions très variables selon les isotopes. Les suivants (171 ≤ A ≤ 182) se désintègrent eux par émission de positron (β⁺) en isotopes du tungstène, et ¹⁸³Re par capture électronique (également en isotope du tungstène). Les radioisotopes plus lourds que l'isotope stable se désintègrent tous majoritairement par désintégration β⁻ en isotopes de l'osmium.

Isotopes notables

Rhénium naturel

Le rhénium naturel est constitué de l'isotope stable ¹⁸⁵Re et du radioisotope primordial ¹⁸⁷Re.

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)
¹⁸⁵Re	37,40 (2) %
¹⁸⁷Re	62,60 (2) %

Rhénium 187

La désintégration du radioisotope ¹⁸⁷Re (demi-vie de 41,2 milliards d'années) en ¹⁸⁷Os est utilisée dans le cadre de la datation par le rhénium-osmium, qui permet de dater la formation de certains dépôts minéraux.

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
¹⁶⁰Re	75	85	159,98212(43)#	860(120) µs [0,82(+15−9) ms]	p (91 %)	¹⁵⁹W	(2−)
¹⁶⁰Re	75	85	159,98212(43)#	860(120) µs [0,82(+15−9) ms]	α (9 %)	¹⁵⁶Ta	(2−)
¹⁶¹Re	75	86	160,97759(22)	0,37(4) ms	p	¹⁶⁰W	1/2+
^161mRe	123,8(13) keV			15,6(9) ms	α	¹⁵⁷Ta	11/2−
¹⁶²Re	75	87	161,97600(22)#	107(13) ms	α (94 %)	¹⁵⁸Ta	(2−)
¹⁶²Re	75	87	161,97600(22)#	107(13) ms	β⁺ (6 %)	¹⁶²W	(2−)
^162mRe	173(10) keV			77(9) ms	α (91 %)	¹⁵⁸Ta	(9+)
^162mRe	173(10) keV			77(9) ms	β⁺ (9 %)	¹⁶²W	(9+)
¹⁶³Re	75	88	162,972081(21)	390(70) ms	β⁺ (68 %)	¹⁶³W	(1/2+)
¹⁶³Re	75	88	162,972081(21)	390(70) ms	α (32 %)	¹⁵⁹Ta	(1/2+)
^163mRe	115(4) keV			214(5) ms	α (66 %)	¹⁵⁹Ta	(11/2−)
^163mRe	115(4) keV			214(5) ms	β⁺ (34 %)	¹⁶³W	(11/2−)
¹⁶⁴Re	75	89	163,97032(17)#	0,53(23) s	α (58 %)	¹⁶⁰Ta	high
¹⁶⁴Re	75	89	163,97032(17)#	0,53(23) s	β⁺ (42 %)	¹⁶⁴W	high
^164mRe	120(120)# keV			530(230) ms			(2#)−
¹⁶⁵Re	75	90	164,967089(30)	1# s	β⁺	¹⁶⁵W	1/2+#
¹⁶⁵Re	75	90	164,967089(30)	1# s	α	¹⁶¹Ta	1/2+#
^165mRe	47(26) keV			2,1(3) s	β⁺ (87 %)	¹⁶⁵W	11/2−#
^165mRe	47(26) keV			2,1(3) s	α (13 %)	¹⁶¹Ta	11/2−#
¹⁶⁶Re	75	91	165,96581(9)#	2# s	β⁺	¹⁶⁶W	2−#
¹⁶⁶Re	75	91	165,96581(9)#	2# s	α	¹⁶²Ta	2−#
¹⁶⁷Re	75	92	166,96260(6)#	3,4(4) s	α	¹⁶³Ta	9/2−#
¹⁶⁷Re	75	92	166,96260(6)#	3,4(4) s	β⁺	¹⁶⁷W	9/2−#
^167mRe	130(40)# keV			5,9(3) s	β⁺ (99,3 %)	¹⁶⁷W	1/2+#
^167mRe	130(40)# keV			5,9(3) s	α (0,7 %)	¹⁶³Ta	1/2+#
¹⁶⁸Re	75	93	167,96157(3)	4,4(1) s	β⁺ (99,99 %)	¹⁶⁸W	(5+,6+,7+)
¹⁶⁸Re	75	93	167,96157(3)	4,4(1) s	α (0,005 %)	¹⁶⁴Ta	(5+,6+,7+)
^168mRe	non-exist			6,6(15) s
¹⁶⁹Re	75	94	168,95879(3)	8,1(5) s	β⁺ (99,99 %)	¹⁶⁹W	9/2−#
¹⁶⁹Re	75	94	168,95879(3)	8,1(5) s	α (0,005 %)	¹⁶⁵Ta	9/2−#
^169mRe	145(29) keV			15,1(15) s	β⁺ (99,8 %)	¹⁶⁹W	1/2+#
^169mRe	145(29) keV			15,1(15) s	α (0,2 %)	¹⁶⁴Ta	1/2+#
¹⁷⁰Re	75	95	169,958220(28)	9,2(2) s	β⁺ (99,99 %)	¹⁷⁰W	(5+)
¹⁷⁰Re	75	95	169,958220(28)	9,2(2) s	α (0,01 %)	¹⁶⁶Ta	(5+)
¹⁷¹Re	75	96	170,95572(3)	15,2(4) s	β⁺	¹⁷¹W	(9/2−)
¹⁷²Re	75	97	171,95542(6)	15(3) s	β⁺	¹⁷²W	(5)
^172mRe	0(100)# keV			55(5) s	β⁺	¹⁷²W	(2)
¹⁷³Re	75	98	172,95324(3)	1,98(26) min	β⁺	¹⁷³W	(5/2−)
¹⁷⁴Re	75	99	173,95312(3)	2,40(4) min	β⁺	¹⁷⁴W
¹⁷⁵Re	75	100	174,95138(3)	5,89(5) min	β⁺	¹⁷⁵W	(5/2−)
¹⁷⁶Re	75	101	175,95162(3)	5,3(3) min	β⁺	¹⁷⁶W	3+
¹⁷⁷Re	75	102	176,95033(3)	14(1) min	β⁺	¹⁷⁷W	5/2−
^177mRe	84,71(10) keV			50(10) µs			5/2+
¹⁷⁸Re	75	103	177,95099(3)	13,2(2) min	β⁺	¹⁷⁸W	(3+)
¹⁷⁹Re	75	104	178,949988(26)	19,5(1) min	β⁺	¹⁷⁹W	(5/2)+
^179m1Re	65,39(9) keV			95(25) µs			(5/2−)
^179m2Re	1684,59(14)+Y keV			>0,4 µs			(23/2+)
¹⁸⁰Re	75	105	179,950789(23)	2,44(6) min	β⁺	¹⁸⁰W	(1)−
¹⁸¹Re	75	106	180,950068(14)	19,9(7) h	β⁺	¹⁸¹W	5/2+
¹⁸²Re	75	107	181,95121(11)	64,0(5) h	β⁺	¹⁸²W	7+
^182m1Re	60(100) keV			12,7(2) h	β⁺	¹⁸²W	2+
^182m2Re	235,736(10)+X keV			585(21) ns			2−
^182m3Re	461,3(1)+X keV			0,78(9) µs			(4−)
¹⁸³Re	75	108	182,950820(9)	70,0(14) j	CE	¹⁸³W	5/2+
^183mRe	1907,6(3) keV			1,04(4) ms	TI	¹⁸³Re	(25/2+)
¹⁸⁴Re	75	109	183,952521(5)	38,0(5) j	β⁺	¹⁸⁴W	3(−)
^184mRe	188,01(4) keV			169(8) j	TI (75,4 %)	¹⁸⁴Re	8(+)
^184mRe	188,01(4) keV			169(8) j	β⁺ (24,6 %)	¹⁸⁴W	8(+)
¹⁸⁵Re	75	110	184,9529550(13)	Observé stable[n 4]			5/2+
^185mRe	2124(2) keV			123(23) ns			(21/2)
¹⁸⁶Re	75	111	185,9549861(13)	3,7186(5) j	β⁻ (93,1 %)	¹⁸⁶Os	1−
¹⁸⁶Re	75	111	185,9549861(13)	3,7186(5) j	CE (6,9 %)	¹⁸⁶W	1−
^186mRe	149(7) keV			2,0(5)×10⁵ a	TI (90 %)	¹⁸⁶Re	(8+)
^186mRe	149(7) keV			2,0(5)×10⁵ a	β⁻ (10 %)	¹⁸⁶Os	(8+)
¹⁸⁷Re[n 5] - [n 6]	75	112	186,9557531(15)	41,2(2)×10⁹ a[n 7]	β⁻ (99,99 %)	¹⁸⁷Os	5/2+
¹⁸⁷Re[n 5] - [n 6]	75	112	186,9557531(15)	41,2(2)×10⁹ a[n 7]	α (10⁻⁴ %)	¹⁸³Ta	5/2+
¹⁸⁸Re	75	113	187,9581144(15)	17,0040(22) h	β⁻	¹⁸⁸Os	1−
^188mRe	172,069(9) keV			18,59(4) min	TI	¹⁸⁸Re	(6)−
¹⁸⁹Re	75	114	188,959229(9)	24,3(4) h	β⁻	¹⁸⁹Os	5/2+
¹⁹⁰Re	75	115	189,96182(16)	3,1(3) min	β⁻	¹⁹⁰Os	(2)−
^190mRe	210(50) keV			3,2(2) h	β⁻ (54,4 %)	¹⁹⁰Os	(6−)
^190mRe	210(50) keV			3,2(2) h	TI (45,6 %)	¹⁹⁰Re	(6−)
¹⁹¹Re	75	116	190,963125(11)	9,8(5) min	β⁻	¹⁹¹Os	(3/2+,1/2+)
¹⁹²Re	75	117	191,96596(21)#	16(1) s	β⁻	¹⁹²Os
¹⁹³Re	75	118	192,96747(21)#	30# s [>300 ns]			5/2+#
¹⁹⁴Re	75	119	193,97042(32)#	2# s [>300 ns]

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 émission α en ¹⁸¹Ta
Radionucléide primordial
Utilisé en datation radiométrique par le rhénium-osmium.
Peut subir une désintégration β⁻ à l'état fondamental avec une demi-vie de 33 années quand totalement ionisé.

Remarques

Les valeurs marquées d'un # ne proviennent pas uniquement des données expérimentales, mais aussi au moins en partie 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].

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 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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Tableau périodique des isotopes

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