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Isotopes du bismuth

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Isotopes du bismuth

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Le bismuth (Bi, numéro atomique 83) possède 35 isotopes connus, mais aucun d'entre eux n'est un isotope stable. Cependant, l'un d'eux, le bismuth 209, a une durée de vie si longue qu'une masse atomique standard lui a été attribuée. Même si on sait aujourd'hui qu'il est instable, il a été longtemps supposé stable étant donné sa très longue demi-vie, 1,9×10¹⁹ années, soit plus d'un milliard de fois l'âge de l'univers. Le bismuth a donc un temps été classé dans les éléments monoisotopiques, il reste classé dans les éléments mononucléidiques car le ²⁰⁹Bi constitue la quasi-totalité du bismuth naturel.

Après le ²⁰⁹Bi, les radioisotopes les plus stables du bismuth sont ^210mBi (demi-vie de 3,04 millions d'années), ²⁰⁸Bi (368 000 ans) et ²⁰⁷Bi (32,9 ans), mais aucun d'entre eux n'est présent dans la nature. Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à un an et la plupart inférieure à un jour. De tous les radioisotopes présents dans la nature, le plus stable est le ²¹⁰Bi radiogénique, avec une demi-vie de 5,012 jours.

En raison de la présence de bismuth dans toutes les chaînes de désintégration majeures (séries du radium, du thorium et de l'actinium), plusieurs isotopes du bismuth ont reçu des appellations historiques, aujourd'hui tombées en désuétude.

Isotopes notables

Bismuth 209

Isotope quasi stable, il présente une radioactivité très faible de l'ordre de 3 µBq/g (moins d'un milliardième de la radioactivité du thorium 232). Il reste considéré stable dans toutes ses applications. Il représente la quasi-totalité du bismuth naturel, les autres isotopes qui existent à l'état de traces dans la nature sont présents dans les chaînes de désintégration du thorium 232, de l'uranium 238 ou de l'uranium 235.

Bismuth 210

Le bismuth 210 était historiquement désigné sous le nom de « radium E » en raison de sa place dans la chaîne de désintégration de l'uranium 238 (série du radium)

Bismuth 211

Historiquement désigné sous le nom d'« actinium C » en raison de sa place dans la chaîne de désintégration de l'uranium 235 (série de l'actinium).

Bismuth 212

Historiquement désigné sous le nom de « thorium C » en raison de sa place dans la chaîne de désintégration du thorium 232, il fait partie des isotopes considérés comme candidats possibles pour des applications en alpha-immunothérapie. Sa demi-vie d'à peine une heure le rend cependant incommode d'utilisation.

Bismuth 213

Le bismuth 213 présente des applications dans le domaine de la médecine nucléaire, il est notamment testé lui aussi pour des applications en alpha-immunothérapie dans des traitements contre le sida, mais encore plus que pour le ²¹²Bi, son usage est handicapé par sa courte demi-vie (45 min).

Bismuth 214

Le bismuth 214 était historiquement désigné sous le nom de « radium C » en raison de sa place dans la chaîne de désintégration de l'uranium 238.

Table des isotopes

Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	masse isotopique	demi-vie	mode(s) de désintégration	isotope(s) fils	spin nucléaire
Symbole de l'isotope	énergie d'excitation			demi-vie	mode(s) de désintégration	isotope(s) fils	spin nucléaire
¹⁸⁴Bi	83	101	184,00112(14)#	6,6(15) ms			3+#
^184mBi	150(100)# keV			13(2) ms			10-#
¹⁸⁵Bi	83	102	184,99763(6)#	2# ms	p	¹⁸⁴Pb	9/2-#
¹⁸⁵Bi	83	102	184,99763(6)#	2# ms	α (rare)	¹⁸¹Tl	9/2-#
^185mBi	70(50)# keV			49(7) µs	α	¹⁸¹Tl	1/2+
^185mBi	70(50)# keV			49(7) µs	p	¹⁸⁴Pb	1/2+
¹⁸⁶Bi	83	103	185,99660(8)	14,8(7) ms	α	¹⁸²Tl	(3+)
¹⁸⁶Bi	83	103	185,99660(8)	14,8(7) ms	β⁺ (rare)	¹⁸⁶Pb	(3+)
^186mBi	270(140)# keV			9,8(4) ms	α	¹⁸²Tl	(10-)
^186mBi	270(140)# keV			9,8(4) ms	β⁺	¹⁸⁶Pb	(10-)
¹⁸⁷Bi	83	104	186,993158(16)	32(3) ms	α (50 %)	¹⁸³Tl	9/2-#
¹⁸⁷Bi	83	104	186,993158(16)	32(3) ms	β⁺ (50 %)	¹⁸⁷Pb	9/2-#
^187m1Bi	101(20) keV			320(70) µs			1/2+#
^187m2Bi	252(1) keV			7(5) µs			(13/2+)
¹⁸⁸Bi	83	105	187,99227(5)	44(3) ms	α	¹⁸⁴Tl	3+#
¹⁸⁸Bi	83	105	187,99227(5)	44(3) ms	β⁺ (rare)	¹⁸⁸Pb	3+#
^188mBi	210(140)# keV			220(40) ms	α	¹⁸⁴Tl	(10-)
^188mBi	210(140)# keV			220(40) ms	β⁺ (rare)	¹⁸⁸Pb	(10-)
¹⁸⁹Bi	83	106	188,98920(6)	674(11) ms	α (51 %)	¹⁸⁵Tl	(9/2-)
¹⁸⁹Bi	83	106	188,98920(6)	674(11) ms	β⁺ (49 %)	¹⁸⁹Pb	(9/2-)
^189m1Bi	181(6) keV			5,0(1) ms			(1/2+)
^189m2Bi	357(1) keV			880(50) ns			(13/2+)
¹⁹⁰Bi	83	107	189,9883(2)	6,3(1) s	α (77 %)	¹⁸⁶Tl	(3+)
¹⁹⁰Bi	83	107	189,9883(2)	6,3(1) s	β⁺ (30 %)	¹⁹⁰Pb	(3+)
^190m1Bi	420(180) keV			6,2(1) s	α (70 %)	¹⁸⁶Tl	(10-)
^190m1Bi	420(180) keV			6,2(1) s	β⁺ (23 %)	¹⁹⁰Pb	(10-)
^190m2Bi	690(180) keV			>500(100) ns			7+#
¹⁹¹Bi	83	108	190,985786(8)	12,3(3) s	α (60 %)	¹⁸⁷Tl	(9/2-)
¹⁹¹Bi	83	108	190,985786(8)	12,3(3) s	β⁺ (40 %)	¹⁹¹Pb	(9/2-)
^191mBi	240(4) keV			124(5) ms	α (75 %)	¹⁸⁷Tl	(1/2+)
^191mBi	240(4) keV			124(5) ms	β⁺ (25 %)	¹⁹¹Pb	(1/2+)
¹⁹²Bi	83	109	191,98546(4)	34,6(9) s	β⁺ (82 %)	¹⁹²Pb	(3+)
¹⁹²Bi	83	109	191,98546(4)	34,6(9) s	α (18 %)	¹⁸⁸Tl	(3+)
^192mBi	150(30) keV			39,6(4) s	β⁺ (90,8 %)	¹⁹²Pb	(10-)
^192mBi	150(30) keV			39,6(4) s	α (9,2 %)	¹⁸⁸Tl	(10-)
¹⁹³Bi	83	110	192,98296(1)	67(3) s	β⁺ (95 %)	¹⁹³Pb	(9/2-)
¹⁹³Bi	83	110	192,98296(1)	67(3) s	α (5 %)	¹⁸⁹Tl	(9/2-)
^193mBi	308(7) keV			3,2(6) s	α (90 %)	¹⁸⁹Tl	(1/2+)
^193mBi	308(7) keV			3,2(6) s	β⁺ (10 %)	¹⁹³Pb	(1/2+)
¹⁹⁴Bi	83	111	193,98283(5)	95(3) s	β⁺ (99,54 %)	¹⁹⁴Pb	(3+)
¹⁹⁴Bi	83	111	193,98283(5)	95(3) s	α (0,46 %)	¹⁹⁰Tl	(3+)
^194m1Bi	110(70) keV			125(2) s	β⁺	¹⁹⁴Pb	(6+,7+)
^194m1Bi	110(70) keV			125(2) s	α (rare)	¹⁹⁰Tl	(6+,7+)
^194m2Bi	230(90)# keV			115(4) s			(10-)
¹⁹⁵Bi	83	112	194,980651(6)	183(4) s	β⁺ (99,97 %)	¹⁹⁵Pb	(9/2-)
¹⁹⁵Bi	83	112	194,980651(6)	183(4) s	α (0,03 %)	¹⁹¹Tl	(9/2-)
^195m1Bi	399(6) keV			87(1) s	β⁺ (67 %)	¹⁹⁵Pb	(1/2+)
^195m1Bi	399(6) keV			87(1) s	α (33 %)	¹⁹¹Tl	(1/2+)
^195m2Bi	2311,4+X keV			750(50) ns			(29/2-)
¹⁹⁶Bi	83	113	195,980667(26)	5,1(2) min	β⁺ (99,99 %)	¹⁹⁶Pb	(3+)
¹⁹⁶Bi	83	113	195,980667(26)	5,1(2) min	α (0,00115 %)	¹⁹²Tl	(3+)
^196m1Bi	166,6(30) keV			0,6(5) s	TI	¹⁹⁶Bi	(7+)
^196m1Bi	166,6(30) keV			0,6(5) s	β⁺	¹⁹⁶Pb	(7+)
^196m2Bi	270(3) keV			4,00(5) min			(10-)
¹⁹⁷Bi	83	114	196,978864(9)	9,33(50) min	β⁺ (99,99 %)	¹⁹⁷Pb	(9/2-)
¹⁹⁷Bi	83	114	196,978864(9)	9,33(50) min	α (10⁻⁴ %)	¹⁹³Tl	(9/2-)
^197m1Bi	690(110) keV			5,04(16) min	α (55 %)	¹⁹³Tl	(1/2+)
					β⁺ (45 %)	¹⁹⁷Pb
					TI (0,3 %)	¹⁹⁷Bi
^197m2Bi	2129,3(4) keV			204(18) ns			(23/2-)
^197m3Bi	2360,4(5)+X keV			263(13) ns			(29/2-)
^197m4Bi	2383,1(7)+X keV			253(39) ns			(29/2-)
^197m5Bi	2929,5(5) keV			209(30) ns			(31/2-)
¹⁹⁸Bi	83	115	197,97921(3)	10,3(3) min	β⁺	¹⁹⁸Pb	(2+,3+)
^198m1Bi	280(40) keV			11,6(3) min	β⁺	¹⁹⁸Pb	(7+)
^198m2Bi	530(40) keV			7,7(5) s			10-
¹⁹⁹Bi	83	116	198,977672(13)	27(1) min	β⁺	¹⁹⁹Pb	9/2-
^199m1Bi	667(4) keV			24,70(15) min	β⁺ (98 %)	¹⁹⁹Pb	(1/2+)
					TI (2 %)	¹⁹⁹Bi
					α (0,01 %)	¹⁹⁵Tl
^199m2Bi	1947(25) keV			0,10(3) µs			(25/2+)
^199m3Bi	~2547,0 keV			168(13) ns			29/2-
²⁰⁰Bi	83	117	199,978132(26)	36,4(5) min	β⁺	²⁰⁰Pb	7+
^200m1Bi	100(70)# keV			31(2) min	CE (90 %)	²⁰⁰Pb	(2+)
^200m1Bi	100(70)# keV			31(2) min	TI (10 %)	²⁰⁰Bi	(2+)
^200m2Bi	428,20(10) keV			400(50) ms			(10-)
²⁰¹Bi	83	118	200,977009(16)	108(3) min	β⁺ (99,99 %)	²⁰¹Pb	9/2-
²⁰¹Bi	83	118	200,977009(16)	108(3) min	α (10⁻⁴ %)	¹⁹⁷Tl	9/2-
^201m1Bi	846,34(21) keV			59,1(6) min	CE (92,9 %)	²⁰¹Pb	1/2+
					TI (6,8 %)	²⁰¹Bi
					α (0,3 %)	¹⁹⁷Tl
^201m2Bi	1932,2+X keV			118(28) ns			(25/2+)
^201m3Bi	1971,2+X keV			105(75) ns			(27/2+)
^201m4Bi	2739,90(20)+X keV			124(4) ns			(29/2-)
²⁰²Bi	83	119	201,977742(22)	1,72(5) h	β⁺	²⁰²Pb	5(+#)
²⁰²Bi	83	119	201,977742(22)	1,72(5) h	α (10⁻⁵ %)	¹⁹⁸Tl	5(+#)
^202m1Bi	615(7) keV			3,04(6) µs			(10#)-
^202m2Bi	2607,1(5) keV			310(50) ns			(17+)
²⁰³Bi	83	120	202,976876(23)	11,76(5) h	β⁺	²⁰³Pb	9/2-
²⁰³Bi	83	120	202,976876(23)	11,76(5) h	α (10⁻⁵ %)	¹⁹⁹Tl	9/2-
^203m1Bi	1098,14(7) keV			303(5) ms	TI	²⁰³Bi	1/2+
^203m2Bi	2041,5(6) keV			194(30) ns			25/2+
²⁰⁴Bi	83	121	203,977813(28)	11,22(10) h	β⁺	²⁰⁴Pb	6+
^204m1Bi	805,5(3) keV			13,0(1) ms	TI	²⁰⁴Bi	10-
^204m2Bi	2833,4(11) keV			1,07(3) ms			(17+)
²⁰⁵Bi	83	122	204,977389(8)	15,31(4) j	β⁺	²⁰⁵Pb	9/2-
²⁰⁶Bi	83	123	205,978499(8)	6,243(3) j	β⁺	²⁰⁶Pb	6(+)
^206m1Bi	59,897(17) keV			7,7(2) µs			(4+)
^206m2Bi	1044,8(5) keV			890(10) µs			(10-)
²⁰⁷Bi	83	124	206,9784707(26)	32,9(14) a	β⁺	²⁰⁷Pb	9/2-
^207mBi	2101,49(16) keV			182(6) µs			21/2+
²⁰⁸Bi	83	125	207,9797422(25)	3,68(4)×10⁵ a	β⁺	²⁰⁸Pb	(5)+
^208mBi	1571,1(4) keV			2,58(4) ms	TI	²⁰⁸Bi	(10)-
²⁰⁹Bi	83	126	208,9803987(16)	1,9(2)×10¹⁹ a	α	²⁰⁵Tl	9/2-
²¹⁰Bi	83	127	209,9841204(16)	5,012(5) j	β⁻	²¹⁰Po	1-
²¹⁰Bi	83	127	209,9841204(16)	5,012(5) j	α (1,32×10⁻⁴ %)	²⁰⁶Tl	1-
^210mBi	271,31(11) keV			3,04(6)×10⁶ a	α	²⁰⁶Tl	9-
²¹¹Bi	83	128	210,987269(6)	2,14(2) min	α (99,72 %)	²⁰⁷Tl	9/2-
²¹¹Bi	83	128	210,987269(6)	2,14(2) min	β⁻ (0,276 %)	²¹¹Po	9/2-
^211mBi	1257(10) keV			1,4(3) µs			(25/2-)
²¹²Bi	83	129	211,9912857(21)	60,55(6) min	β⁻ (64,05 %)	²¹²Po	1(-)
					α (35,94 %)	²⁰⁸Tl
					β⁻, α (0,014 %)	²⁰⁸Pb
^212m1Bi	250(30) keV			25,0(2) min	α (67 %)	²⁰⁸Tl	(9-)
					β⁻ (33 %)	^212mPo
					β⁻, α (0,3 %)	²⁰⁸Pb
^212m2Bi	2200(200)# keV			7,0(3) min			>15
²¹³Bi	83	130	212,994385(5)	45,59(6) min	β⁻ (97,91 %)	²¹³Po	9/2-
²¹³Bi	83	130	212,994385(5)	45,59(6) min	α (2,09 %)	²⁰⁹Tl	9/2-
²¹⁴Bi	83	131	213,998712(12)	19,9(4) min	β⁻ (99,97 %)	²¹⁴Po	1-
					α (0,021 %)	²¹⁰Tl
					β⁻, α (0,003 %)	²¹⁰Pb
²¹⁵Bi	83	132	215,001770(16)	7,6(2) min	β⁻	²¹⁵Po	(9/2-)
^215mBi	1347,5(25) keV			36,4(25) min			(25/2-)
²¹⁶Bi	83	133	216,006306(12)	2,17(5) min	β⁻	²¹⁶Po	1-#
²¹⁷Bi	83	134	217,00947(21)#	98,5(8) s			9/2-#
²¹⁸Bi	83	135	218,01432(39)#	33(1) s			1-#

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 des incertitudes élargies.

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-vies, spins 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

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

Tableau périodique des isotopes

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