Isotopes du ruthénium

Le ruthénium (Ru, numéro atomique 44) possède 34 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 87 et 120, et 7 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, sept sont stables, ⁹⁶Ru, ⁹⁸Ru, ⁹⁹Ru, ¹⁰⁰Ru, ¹⁰¹Ru, ¹⁰²Ru et ¹⁰⁴Ru ; ils constituent l'intégralité du ruthénium naturellement présent, le plus abondant étant ¹⁰²Ru (31,5 %). On attribue au ruthénium une masse atomique standard de 101,07(2) u[1].

Parmi les 27 radioisotopes artificiels du ruthénium, les plus stables sont ¹⁰⁶Ru (demi-vie de 373,59 jours), ¹⁰³Ru (39,26 jours) ⁹⁷Ru (2,79 jours) et ⁹⁷Ru (1,643 heure). Tous les autres isotopes ont des demi-vie inférieure à une heure, et la plupart à une minute. L'isomère nucléaire le plus stable est ^93m1Ru, avec une demi-vie de 10,8 secondes.

Les radioisotopes plus légers que les isotopes stables (A < 96 et ⁹⁷Ru) se désintègrent principalement par émission de positron (β⁺) en isotopes du technétium. Les radioisotopes plus lourds (A > 104 et ¹⁰³Ru) se désintègrent eux principalement par désintégration β⁻ en isotopes du rhodium.

Isotopes notables

Ruthénium naturel

Le ruthénium naturel est constitué des sept isotopes stables, ⁹⁶Ru, ⁹⁸Ru, ⁹⁹Ru, ¹⁰⁰Ru, ¹⁰¹Ru, ¹⁰²Ru et ¹⁰⁴Ru. Tous sont théoriquement capables de fission spontanée, bien que cette dernière n'ait été observée dans aucun des cas. De même, ⁹⁶Ru et ¹⁰⁴Ru sont soupçonnés d'être faiblement radioactifs, se désintégrant respectivement par double émission bêta β⁺ en ⁹⁶Mo avec une demi-vie supérieure à 6,7×10¹⁶ ans et par double émission bêta β⁻ en ¹⁰⁴Pd, mais encore une fois de telles désintégrations n'ont encore jamais été observées.

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)
⁹⁶Ru	5,54(14) %
⁹⁸Ru	1,87 (3) %
⁹⁹Ru	12,76 (14) %
¹⁰⁰Ru	12,60 (7) %
¹⁰¹Ru	17,06 (2) %
¹⁰²Ru	31,55 (14) %
¹⁰⁴Ru	18,62 (27) %

Table des isotopes

Symbole de l'isotope	N (n)	Masse isotopique	Demi-vie	Mode(s) de désintégration[2] - [n 1]	Isotope(s) fils[n 2]	Spin nucléaire
Symbole de l'isotope	Énergie d'excitation		Demi-vie	Mode(s) de désintégration[2] - [n 1]	Isotope(s) fils[n 2]	Spin nucléaire
⁸⁷Ru	43	86,94918(64)#	50# ms [>1,5 µs]	β⁺	⁸⁷Tc	1/2-#
⁸⁸Ru	44	87,94026(43)#	1,3(3) s [1,2(+3-2) s]	β⁺	⁸⁸Tc	0+
⁸⁹Ru	45	88,93611(54)#	1,38(11) s	β⁺	⁸⁹Tc	(7/2)(+#)
⁹⁰Ru	46	89,92989(32)#	11,7(9) s	β⁺	⁹⁰Tc	0+
⁹¹Ru	47	90,92629(63)#	7,9(4) s	β⁺	⁹¹Tc	(9/2+)
^91mRu	80(300)# keV		7,6(8) s	β⁺ (>99,9 %)	⁹¹Tc	(1/2-)
				TI (<0,1 %)	⁹¹Ru
				β⁺, p (<0,1 %)	⁹⁰Mo
⁹²Ru	48	91,92012(32)#	3,65(5) min	β⁺	⁹²Tc	0+
⁹³Ru	49	92,91705(9)	59,7(6) s	β⁺	⁹³Tc	(9/2)+
^93m1Ru	734,40(10) keV		10,8(3) s	β⁺ (78 %)	⁹³Tc	(1/2)-
				TI (22 %)	⁹³Ru
				β⁺, p (0,027 %)	⁹²Mo
^93m2Ru	2082,6(9) keV		2,20(17) µs			(21/2)+
⁹⁴Ru	50	93,911360(14)	51,8(6) min	β⁺	⁹⁴Tc	0+
^94mRu	2644,55(25) keV		71(4) µs			(8+)
⁹⁵Ru	51	94,910413(13)	1,643(14) h	β⁺	⁹⁵Tc	5/2+
⁹⁶Ru	52	95,907598(8)	Observé stable[n 3]			0+
⁹⁷Ru	53	96,907555(9)	2,791(4) j	β⁺	^97mTc	5/2+
⁹⁸Ru	54	97,905287(7)	Stable[n 4]			0+
⁹⁹Ru	55	98,9059393(22)	Stable[n 4]			5/2+
¹⁰⁰Ru	56	99,9042195(22)	Stable[n 4]			0+
¹⁰¹Ru[n 5]	57	100,9055821(22)	Stable[n 4]			5/2+
^101mRu	527,56(10) keV		17,5(4) µs			11/2-
¹⁰²Ru[n 5]	58	101,9043493(22)	Stable[n 4]			0+
¹⁰³Ru[n 5]	59	102,9063238(22)	39,26(2) j	β⁻	¹⁰³Rh	3/2+
^103mRu	238,2(7) keV		1,69(7) ms	TI	¹⁰³Ru	11/2-
¹⁰⁴Ru[n 5]	60	103,905433(3)	Observé stable[n 6]			0+
¹⁰⁵Ru[n 5]	61	104,907753(3)	4,44(2) h	β⁻	¹⁰⁵Rh	3/2+
¹⁰⁶Ru[n 5]	62	105,907329(8)	373,59(15) j	β⁻	¹⁰⁶Rh	0+
¹⁰⁷Ru	63	106,90991(13)	3,75(5) min	β⁻	¹⁰⁷Rh	(5/2)+
¹⁰⁸Ru	64	107,91017(12)	4,55(5) min	β⁻	¹⁰⁸Rh	0+
¹⁰⁹Ru	65	108,91320(7)	34,5(10) s	β⁻	¹⁰⁹Rh	(5/2+)#
¹¹⁰Ru	66	109,91414(6)	11,6(6) s	β⁻	¹¹⁰Rh	0+
¹¹¹Ru	67	110,91770(8)	2,12(7) s	β⁻	¹¹¹Rh	(5/2+)
¹¹²Ru	68	111,91897(8)	1,75(7) s	β⁻	¹¹²Rh	0+
¹¹³Ru	69	112,92249(8)	0,80(5) s	β⁻	¹¹³Rh	(5/2+)
^113mRu	130(18) keV		510(30) ms			(11/2-)
¹¹⁴Ru	70	113,92428(25)#	0,53(6) s	β⁻ (>99,9 %)	¹¹⁴Rh	0+
¹¹⁴Ru	70	113,92428(25)#	0,53(6) s	β⁻, n (<0,1 %)	¹¹³Rh	0+
¹¹⁵Ru	71	114,92869(14)	740(80) ms	β⁻ (>99,9 %)	¹¹⁵Rh
¹¹⁵Ru	71	114,92869(14)	740(80) ms	β⁻, n (<0,1 %)	¹¹⁴Rh
¹¹⁶Ru	72	115,93081(75)#	400# ms [>300 ns]	β⁻	¹¹⁶Rh	0+
¹¹⁷Ru	73	116,93558(75)#	300# ms [>300 ns]	β⁻	¹¹⁷Rh
¹¹⁸Ru	74	117,93782(86)#	200# ms [>300 ns]	β⁻	¹¹⁸Rh	0+
¹¹⁹Ru	75	118,94284(75)#	170# ms [>300 ns]
¹²⁰Ru	76	119,94531(86)#	80# ms [>300 ns]			0+

Abréviation :
TI : Transition isomérique.
Isotopes stables en gras.
Soupçonné de se désintégrer par β⁺β⁺ en ⁹⁶Mo avec une demi-vie supérieure à 6,7×10¹⁶ ans.
Théoriquement capable de fission spontanée.
Produit de fission.
Soupçonné de se désintégrer par β⁻β⁻ en ¹⁰⁴Pd.

Remarques

Diagramme présentant les concentrations d'isotopes du ruthénium suivant leur origine.

Ce diagramme montre l’abondance isotopique naturelle (normale) du ruthénium, ainsi que celle du site du réacteur nucléaire naturel d'Oklo modifiée par les isotopes du ruthénium produits par la fission de ²³⁵U.

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 échantillons 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[3].

Notes et références

Table of Standard Atomic Weights 2013 – CIAAW
(en)Universal Nuclide Chart
(en) « 2.5.7. Standard and expanded uncertainties », Engineering Statistics Handbook (consulté le 16 septembre 2010)

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Isotopes of ruthenium » (voir la liste des auteurs).

Tableau périodique des isotopes

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