Isotopes de l'yttrium

L'yttrium (Y) possède 33 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 76 et 108^[1], et 29 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, un seul est stable, ⁸⁹Y, et constitue l'intégralité de l'yttrium naturellement présent, faisant de l'yttrium un élément monoisotopique ainsi qu'un élément mononucléidique. Sa masse atomique standard est donc la masse isotopique de ⁸⁹Y, soit 88,905 85(2) u.

Parmi les 32 radioisotopes de l'yttrium, les plus stables sont ⁸⁸Y, avec une demi-vie de 106,626 jours, et ⁹¹Y avec une demi-vie de 58,51 jours. Tous les autres isotopes ont des demi-vies inférieures à un jour, excepté ⁸⁷Y (79,8 heures) et ⁹⁰Y (64 heures). Le moins stable est ¹⁰⁶Y avec une demi-vie de 200 ns.

Les isotopes plus légers que ⁸⁹Y se désintègrent principalement par émission de positron (β⁺), à l'exception de l'isotope très léger ⁷⁷Y qui se désintègre principalement par émission de proton, tous en isotopes du strontium. Les radioisotopes plus lourds se désintègrent eux principalement par désintégration β⁻, ou pour certains, de façon non négligeable, par désintégration β⁻ et émission de neutron, tous en isotopes du zirconium.

De multiples états d'excitation ont été observés pour ⁸⁰Y et ⁹⁷Y^[1]. Alors que la plupart des isomères de l'yttrium sont moins stables que leur état de base, ^78mY, ^84mY, ^85mY, ^96mY, ^98m1Y, ^100mY, et ^102mY possèdent des demi-vies plus longues, parce qu'ils se désintègrent par décroissance β plutôt que par transition isomérique^[2].

Les isotopes de l'yttrium sont parmi les produits de fissions les plus communs engendrés par la fission d'atomes d'uranium lors des explosions nucléaires ou dans les centrales nucléaires. En matière de gestion des déchets, les isotopes les plus importants sont ⁹¹Y et ⁹⁰Y, avec des périodes radioactives de 58,51 jours et 64 heures respectivement^[1]. Le premier est formé directement lors de la fission des noyaux d'uranium, le second par désintégration du strontium 90.

Isotopes notables

Yttrium 90

L'yttrium 90 (⁹⁰Y) est l'isotope de l'yttrium dont le noyau est constitué de 39 protons et de 51 neutrons. C'est un radioisotope artificiel se désintégrant par désintégration β⁻ en zirconium 90 avec une demi-vie de 3,19 heures. Malgré sa demi-vie courte, il est en équilibre séculaire avec son isotope parent à période longue, le strontium 90 (demi-vie de 29 ans).

Il est utilisé en radiothérapie.

Table des isotopes

Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	Masse isotopique (u)	Demi-vie[n 1]	Mode(s) de désintégration[3],[n 2]	Isotope(s)-fils[n 3]	Spin nucléaire
	Énergie d'excitation
76Y	39	37	75,95845(54)#	500# ns [>170 ns]
77Y	39	38	76,94965(7)#	63(17) ms	p (>99,9 %)	76Sr	5/2+#
					β+ (<0,1 %)	77Sr
78Y	39	39	77,94361(43)#	54(5) ms	β+	78Sr	(0+)
78mY	0(500)# keV			5,8(5) s			5+#
79Y	39	40	78,93735(48)	14,8(6) s	β+ (>99,9 %)	79Sr	(5/2+)#
					β+, p (<0,1 %)	78Rb
80Y	39	41	79,93428(19)	30,1(5) s	β+	80Sr	4-
80m1Y	228,5(1) keV			4,8(3) s			(1-)
80m2Y	312,6(9) keV			4,7(3) µs			(2+)
81Y	39	42	80,92913(7)	70,4(10) s	β+	81Sr	(5/2+)
82Y	39	43	81,92679(11)	8,30(20) s	β+	82Sr	1+
82m1Y	402,63(14) keV			268(25) ns			4-
82m2Y	507,50(13) keV			147(7) ns			6+
83Y	39	44	82,92235(5)	7,08(6) min	β+	83Sr	9/2+
83mY	61,98(11) keV			2,85(2) min	β+ (60 %)	83Sr	(3/2-)
					TI (40 %)	83Y
84Y	39	45	83,92039(10)	4,6(2) s	β+	84Sr	1+
84mY	-80(190) keV			39,5(8) min	β+	84Sr	(5-)
85Y	39	46	84,916433(20)	2,68(5) h	β+	85Sr	(1/2)-
85m1Y	19,8(5) keV			4,86(13) h	β+ (99,998 %)	85Sr	9/2+
					TI (0,002 %)	85Y
85m2Y	266,30(20) keV			178(6) ns			5/2-
86Y	39	47	85,914886(15)	14,74(2) h	β+	86Sr	4-
86m1Y	218,30(20) keV			48(1) min	TI (99,31 %)	86Y	(8+)
					β+ (0,69 %)	86Sr
86m2Y	302,2(5) keV			125(6) ns			(7-)
87Y	39	48	86,9108757(17)	79,8(3) h	β+	87Sr	1/2-
87mY	380,82(7) keV			13,37(3) h	TI (98,43 %)	87Y	9/2+
					β+ (1,56 %)	87Sr
88Y	39	49	87,9095011(20)	106,616(13) j	β+	88Sr	4-
88m1Y	674,55(4) keV			13,9(2) ms	TI	88Y	(8)+
88m2Y	392,86(9) keV			300(3) µs			1+
89Y[n 4]	39	50	88,9058483(27)	Stable			1/2-
89mY	908,97(3) keV			15,663(5) s	TI	89Y	9/2+
90Y[n 4]	39	51	89,9071519(27)	64,053(20) h	β−	90Zr	2-
90mY	681,67(10) keV			3,19(6) h	TI (99,99 %)	90Y	7+
					β− (0,0018 %)	90Zr
91Y[n 4]	39	52	90,907305(3)	58,51(6) j	β−	91Zr	1/2-
91mY	555,58(5) keV			49,71(4) min	TI(98,5 %)	91Y	9/2+
					β− (1,5 %)	91Zr
92Y	39	53	91,908949(10)	3,54(1) h	β−	92Zr	2-
93Y	39	54	92,909583(11)	10,18(8) h	β−	93Zr	1/2-
93mY	758,719(21) keV			820(40) ms	TI	93Y	7/2+
94Y	39	55	93,911595(8)	18,7(1) min	β−	94Zr	2-
95Y	39	56	94,912821(8)	10,3(1) min	β−	95Zr	1/2-
96Y	39	57	95,915891(25)	5,34(5) s	β−	96Zr	0-
96mY	1140(30) keV			9,6(2) s	β−	96Zr	(8)+
97Y	39	58	96,918134(13)	3,75(3) s	β− (99,942 %)	97Zr	(1/2-)
					β−, n (0,058 %)	96Zr
97m1Y	667,51(23) keV			1,17(3) s	β− (99,3 %)	97Zr	(9/2)+
					TI (0,7 %)	97Y
					β−, n (0,08 %)	96Zr
97m2Y	3523,3(4) keV			142(8) ms			(27/2-)
98Y	39	59	97,922203(26)	0,548(2) s	β− (99,669 %)	98Zr	(0)-
					β−, n (0,331 %)	97Zr
98m1Y	170,74(6) keV			620(80) ns			(2)-
98m2Y	410(30) keV			2,0(2) s	β− (86,6 %)	98Zr	(5+,4-)
					TI (10 %)	98Y
					β−, n (3,4 %)	97Zr
98m3Y	496,19(15) keV			7,6(4) µs			(2-)
98m4Y	1181,1(4) keV			0,83(10) µs			(8-)
99Y	39	60	98,924636(26)	1,470(7) s	β− (98,1 %)	99Zr	(5/2+)
					β−, n (1,9 %)	98Zr
99mY	2141,65(19) keV			8,6(8) µs			(17/2+)
100Y	39	61	99,92776(8)	735(7) ms	β− (98,98 %)	100Zr	1-,2-
					β−, n (1,02 %)	99Zr
100mY	200(200)# keV			940(30) ms	β−	100Zr	(3,4,5)(+#)
101Y	39	62	100,93031(10)	426(20) ms	β− (98,06 %)	101Zr	(5/2+)
					β−, n (1,94 %)	100Zr
102Y	39	63	101,93356(9)	0,30(1) s	β− (95,1 %)	102Zr
					β−, n (4,9 %)	101Zr
102mY	200(200)# keV			360(40) ms	β− (94 %)	102Zr	high
					β−, n (6 %)	101Zr
103Y	39	64	102,93673(32)#	224(19) ms	β− (91,7 %)	103Zr	5/2+#
					β−, n (8,3 %)	102Zr
104Y	39	65	103,94105(43)#	180(60) ms	β−	104Zr
105Y	39	66	104,94487(54)#	60# ms [>300 ns]	β−	105Zr	5/2+#
106Y	39	67	105,94979(75)#	50# ms [>300 ns]	β−	106Zr
107Y	39	68	106,95414(54)#	30# ms [>300 ns]			5/2+#
108Y	39	69	107,95948(86)#	20# ms [>300 ns]

1. En gras pour les isotopes avec des demi-vies plus grandes que l'âge de l'univers (presque stables).
2. Abréviations :
   CE : capture électronique ;
   TI : transition isomérique.
3. Isotopes stables en gras.
4. produit de fission.

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^[4].

Notes et références

1. (en) NNDC contributors, « Chart of Nuclides », Upton, New York, National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory, 2008 (consulté le 13 septembre 2008)
2. (en) Georges Audi, « The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties », Nuclear Physics A, Atomic Mass Data Center, vol. 729,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001)
3. (en) Universal Nuclide Chart
4. (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 et O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nucl. Phys. 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 et P. D. P. Taylor, « Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) », Pure Appl. Chem., 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 Appl. Chem., vol. 78, n^o 11,‎ 2006, 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,‎ 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 », Laboratoire national de Brookhaven (consulté en septembre 2005)
  • (en) N. E. Holden, CRC Handbook of Chemistry and Physics, D. R. Lide, 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 yttrium » (voir la liste des auteurs).

1

H

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Li

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K

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Cf

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Db

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Hs

Mt

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Cn

Nh

Fl

Mc

Lv

Ts

Og

Tableau périodique des isotopes

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