Isotopes du cadmium
Le cadmium (Cd, numéro atomique 48) possède 38 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 95 et 132, et 12 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, six sont stables, 106Cd, 108Cd, 110Cd, 111Cd, 112Cd et 114Cd ; ils constituent avec deux radionucléides primordiaux, 113Cd et 116Cd, la totalité du cadmium naturel. Le plus abondant est 114Cd (28,73 % du cadmium naturel) et le moins abondant 108Cd (0,89 %). On attribue au cadmium une masse atomique standard de 112,411(8) u.
En dehors des deux radioisotopes naturels du cadmium, les radioisotopes du cadmium avec les plus longues demi-vies sont 109Cd (462,6 jours) et 115Cd (53,46 heures). Tous les autres radioisotopes ont une demi-vie inférieure à 2,5 heures et pour la majorité inférieure à 5 minutes. Parmi les isomères nucléaires, les plus stables sont 113mCd (t1/2 de 14,1 années), 115mCd (t1/2 de 44,6 jours) et 117mCd (t1/2 de 3,36 heures).
Les radioisotopes plus légers que les isotopes stables (A < 108) se désintègrent principalement par émission de positron (β ) en isotopes de l'argent. 109Cd se désintègre lui par capture électronique en 109Ag. Les radioisotopes plus lourds (A > 113) se désintègrent eux principalement par désintégration β− en isotopes de l'indium, à l'exception de 116Cd qui se désintègre par double émission β− en 116Sn.
Isotopes notables
[modifier | modifier le code]Cadmium naturel
[modifier | modifier le code]Le cadmium naturel est constitué des six isotopes stables 106Cd, 108Cd, 110Cd, 111Cd, 112Cd et 114Cd, et des deux radionucléides primordiaux 113Cd et 116Cd. Ces derniers ont des demi-vies respectives de 7,7 × 1015 années pour 113Cd et 3,1 × 1019 années pour 116Cd, ils sont donc quasi stables et leur radioactivité est négligée pour la quasi-totalité de leurs applications. On soupçonne 106Cd, 108Cd et 114Cd d'être également radioactifs, avec des demi-vies de l'ordre ou supérieure à dix millions de fois l'âge de l'univers, mais leur désintégration n'a pour l'instant jamais été observée.
| Isotope | Abondance
(pourcentage molaire) |
|---|---|
| 106Cd | 1,25 (6) % |
| 108Cd | 0,89 (3) % |
| 110Cd | 12,49 (18) % |
| 111Cd | 12,80 (12) % |
| 112Cd | 24,13 (21) % |
| 113Cd | 12,22 (12) % |
| 114Cd | 28,73 (42) % |
| 116Cd | 7,49 (18) % |
Cadmium 113m
[modifier | modifier le code]| Propriété : Unité : |
t½ 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 cadmium 113m (113mCd) est un radioisotope et isomère nucléaire avec une demi-vie de 14,1 années. Dans un réacteur thermique normal, il a un très faible rendement de produit de fission, et du fait de sa très grande section efficace de capture neutronique, toute quantité produite, même infime, est détruite durant la consommation du combustible nucléaire, ce qui n'en fait pas un déchet nucléaire important.
La fission rapide ou la fission d'actinides plus lourds produit 113mCd à de plus hauts rendements.
Table des isotopes
[modifier | modifier le code]| 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Énergie d'excitation | |||||||
| 95Cd | 48 | 47 | 94,94987(64)# | 5# ms | 9/2 # | ||
| 96Cd | 48 | 48 | 95,93977(54)# | 1# s | β | 96Ag | 0 |
| 97Cd | 48 | 49 | 96,93494(43)# | 2,8(6) s | β (>99,9 %) | 97Ag | 9/2 # |
| β , p (<0,1 %) | 96Pd | ||||||
| 98Cd | 48 | 50 | 97,92740(8) | 9,2(3) s | β (99,975 %) | 98Ag | 0 |
| β , p (0,025 %) | 97Ag | ||||||
| 98mCd | 2427,5(6) keV | 190(20) ns | 8 # | ||||
| 99Cd | 48 | 51 | 98,92501(22)# | 16(3) s | β (99,78 %) | 99Ag | (5/2 ) |
| β , p (0,21 %) | 98Pd | ||||||
| β , α (10−4 %) | 94Rh | ||||||
| 100Cd | 48 | 52 | 99,92029(10) | 49,1(5) s | β | 100Ag | 0 |
| 101Cd | 48 | 53 | 100,91868(16) | 1,36(5) min | β | 101Ag | (5/2 ) |
| 102Cd | 48 | 54 | 101,91446(3) | 5,5(5) min | β | 102Ag | 0 |
| 103Cd | 48 | 55 | 102,913419(17) | 7,3(1) min | β | 103Ag | 5/2 |
| 104Cd | 48 | 56 | 103,909849(10) | 57,7(10) min | β | 104Ag | 0 |
| 105Cd | 48 | 57 | 104,909468(12) | 55,5(4) min | β | 105Ag | 5/2 |
| 106Cd | 48 | 58 | 105,906459(6) | Observé stable[n 4] | 0 | ||
| 107Cd | 48 | 59 | 106,906618(6) | 6,50(2) h | β | 107mAg | 5/2 |
| 108Cd | 48 | 60 | 107,904184(6) | Observé stable[n 5] | 0 | ||
| 109Cd | 48 | 61 | 108,904982(4) | 461,4(12) j | CE | 109Ag | 5/2 |
| 109m1Cd | 59,6(4) keV | 12(2) µs | 1/2 | ||||
| 109m2Cd | 463,0(5) keV | 10,9(5) µs | 11/2- | ||||
| 110Cd | 48 | 62 | 109,9030021(29) | Stable[n 6] | 0 | ||
| 111Cd[n 7] | 48 | 63 | 110,9041781(29) | Stable[n 6] | 1/2 | ||
| 111mCd | 396,214(21) keV | 48,50(9) min | TI | 111Cd | 11/2- | ||
| 112Cd[n 7] | 48 | 64 | 111,9027578(29) | Stable[n 6] | 0 | ||
| 113Cd[n 7],[n 8] | 48 | 65 | 112,9044017(29) | 7,7(3) × 1015 a | β− | 113In | 1/2 |
| 113mCd[n 7] | 263,54(3) keV | 14,1(5) a | β− (99,86 %) | 113In | 11/2- | ||
| TI (0,139 %) | 113Cd | ||||||
| 114Cd[n 7] | 48 | 66 | 113,9033585(29) | Observé stable[n 9] | 0 | ||
| 115Cd[n 7] | 48 | 67 | 114,9054310(29) | 53,46(5) h | β− | 115mIn | 1/2 |
| 115mCd | 181,0(5) keV | 44,56(24) j | β− | 115mIn | (11/2)- | ||
| 116Cd[n 7],[n 8] | 48 | 68 | 115,904756(3) | 3,1(4) × 1019 a | β−β− | 116Sn | 0 |
| 117Cd | 48 | 69 | 116,907219(4) | 2,49(4) h | β− | 117mIn | 1/2 |
| 117mCd | 136,4(2) keV | 3,36(5) h | β− | 117mIn | (11/2)- | ||
| 118Cd | 48 | 70 | 117,906915(22) | 50,3(2) min | β− | 118In | 0 |
| 119Cd | 48 | 71 | 118,90992(9) | 2,69(2) min | β− | 119mIn | (3/2 ) |
| 119mCd | 146,54(11) keV | 2,20(2) min | β− | 119mIn | (11/2-)# | ||
| 120Cd | 48 | 72 | 119,90985(2) | 50,80(21) s | β− | 120In | 0 |
| 121Cd | 48 | 73 | 120,91298(9) | 13,5(3) s | β− | 121mIn | (3/2 ) |
| 121mCd | 214,86(15) keV | 8,3(8) s | β− | 121mIn | (11/2-) | ||
| 122Cd | 48 | 74 | 121,91333(5) | 5,24(3) s | β− | 122In | 0 |
| 123Cd | 48 | 75 | 122,91700(4) | 2,10(2) s | β− | 123mIn | (3/2) |
| 123mCd | 316,52(23) keV | 1,82(3) s | β− | 123In | (11/2-) | ||
| TI | 23Cd | ||||||
| 124Cd | 48 | 76 | 123,91765(7) | 1,25(2) s | β− | 124In | 0 |
| 125Cd | 48 | 77 | 124,92125(7) | 0,65(2) s | β− | 125mIn | (3/2 )# |
| 125mCd | 50(70) keV | 570(90) ms | β− | 125In | 11/2-# | ||
| 126Cd | 48 | 78 | 125,92235(6) | 0,515(17) s | β− | 126In | 0 |
| 127Cd | 48 | 79 | 126,92644(8) | 0,37(7) s | β− | 127mIn | (3/2 ) |
| 128Cd | 48 | 80 | 127,92776(32) | 0,28(4) s | β− | 128In | 0 |
| 129Cd | 48 | 81 | 128,93215(32)# | 242(8) ms | β− (>99,9 %) | 129In | 3/2 # |
| TI (<0,1 %) | 129Cd | ||||||
| 129mCd | 0(200)# keV | 104(6) ms | 11/2-# | ||||
| 130Cd | 48 | 82 | 129,9339(3) | 162(7) ms | β− (96 %) | 130In | 0 |
| β−, n (4 %) | 129In | ||||||
| 131Cd | 48 | 83 | 130,94067(32)# | 68(3) ms | 7/2-# | ||
| 132Cd | 48 | 84 | 131,94555(54)# | 97(10) ms | 0 | ||
- 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 β β en 106Pd avec une demi-vie supérieure à 4,1 × 1020 années.
- Soupçonné de se désintégrer par β β en 108Pd avec une demi-vie supérieure à 4,1 × 1017 années.
- Théoriquement capable de fission spontanée.
- Produit de fission.
- Radionucléide primordial.
- Soupçonné de se désintégrer par β−β− en 114Sn avec une demi-vie supérieure à 6,4 × 1018 années.
Remarques
[modifier | modifier le code]- La précision de l'abondance isotopique et de la masse atomique est limitée par des variations. Les échelles de variations données devraient être valables pour tout matériau terrestre normal.
- 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[2].
- Il est prédit de trouver de l'hyperdéformation (en) dans 107Cd.
Notes et références
[modifier | modifier le code]- (en) Universal Nuclide Chart
- (en) « 2.5.7. Standard and expanded uncertainties », Engineering Statistics Handbook (consulté le )
- Masse des isotopes depuis :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nucl. Phys. A, vol. 729, , p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du ])
- 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 et P. D. P. Taylor, « Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) », Pure Appl. Chem., vol. 75, no 6, , p. 683–800 (DOI 10.1351/pac200375060683, lire en ligne)
- (en) M. E. Wieser, « Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report) », Pure Appl. Chem., vol. 78, no 11, , p. 2051–2066 (DOI 10.1351/pac200678112051, lire en ligne), résumé
- Demi-vies, spins et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nucl. Phys. A, vol. 729, , p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du ])
- (en) National Nuclear Data Center, « NuDat 2.1 database », Laboratoire national de Brookhaven (consulté en )
- (en) N. E. Holden, CRC Handbook of Chemistry and Physics, D. R. Lide, CRC Press, , 85e éd., 2712 p. (ISBN 978-0-8493-0485-9, lire en ligne), « Table of the Isotopes », Section 11
- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Isotopes of cadmium » (voir la liste des auteurs).
| 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 |
