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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.
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) % |
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.
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+ |
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