Isotopes du krypton

Le krypton (Kr) possède 33 isotopes connus, de nombre de masse variant de 69 à 101 et trois isomères nucléaires. Le krypton naturel est constitué de cinq isotopes stables, 80Kr, 82Kr, 83Kr, 84Kr et 86Kr ainsi que d'un isotope quasi stable, 78Kr, qui a une demi-vie de 9,2 × 1021 ans. On attribue au krypton une masse atomique standard de 83,798(2) u.

Outre ces isotopes, le krypton possède 27 radioisotopes ayant une demi-vie inférieure au million d'années. 81Kr est le radioisotope à la demi-vie la plus longue (229 000 années), suivi de 85Kr (10,7 ans), de 79Kr (35 h) et 76Kr (14,8 h). Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à 5 heures, et la plupart d'entre eux inférieure à une minute. Les isotopes les plus légers se désintègrent en isotopes du brome, parfois en isotopes du sélénium, les plus lourds en isotopes du rubidium.

Isotopes notables

Krypton naturel

Le krypton naturel est constitué des cinq isotopes stables, 80Kr, 82Kr, 83Kr, 84Kr (majoritaire) et 86Kr, et du radioisotope quasi-stable 78Kr (très minoritaire). On soupçonne encore 86Kr d'être légèrement radioactif, selon une double radioactivité β (avec une demi-vie supérieures à des milliards de fois l'âge de l'univers).

Isotope Abondance

(pourcentage molaire)

78Kr 0,355 (3) %
80Kr 2,286 (10) %
82Kr 11,593 (31) %
83Kr 11,500 (19) %
84Kr 56,987 (15) %
86Kr 17,279 (41) %

Krypton 81

Le krypton 81 (81Kr) possède un noyau constitué de 36 protons et de 45 neutrons. C'est un isotope cosmogénique, produit par l'interaction des rayons cosmiques avec d'autres isotopes naturels du krypton. C'est un radioisotope naturel avec une demi-vie de 229 000 années. Le krypton est extrêmement volatil quand il est proche de la surface de l'eau, et 81Kr a été utilisé pour dater de l'eau souterraine vieille de 50 000 à 800 000 ans[1]. Le krypton 81 donne par capture électronique le brome 81, stable.

Krypton 85
Produits de fission à vie moyenne
Propriété :
Unité :		 t½
a		 Rendement
%		 Q *
keV		 βγ
*
155Eu4,760,0803252βγ
85Kr10,760,2180687βγ
113mCd14,10,0008316β
90Sr28,94,5052826β
137Cs30,236,3371176βγ
121mSn43,90,00005390βγ
151Sm88,80,531477β

Le krypton 85 (85Kr) possède un noyau constitué de 36 protons et de 49 neutrons. C'est un gaz noble inerte, radioactif avec une demi-vie de 10,76 années. Il est produit par la fission de l'uranium et du plutonium dans les essais nucléaires et les réacteurs nucléaires. Il est notamment libéré lors du retraitement de barres de combustible des réacteurs nucléaires. Les concentrations au pôle Nord sont 30 % plus élevées qu'au pôle Sud, la plupart des réacteurs nucléaires étant dans l'hémisphère nord[2]. Le krypton 85 donne par désintégration β- le rubidium 85, stable.

Krypton 86

Le krypton 86 a été utilisé pour définir le mètre de 1960 à 1983, quand la définition du mètre était basée sur la raie spectrale de 605 nm (orange) des atomes de cet isotope.

Table des isotopes
Symbole
de l'isotope		 Z (p) N (n) masse isotopique Demi-vie Mode(s) de
désintégration[3],[n 1]		 Isotope(s)

fils[n 2]

 Spin

nucléaire

Énergie d'excitation
69Kr 36 33 68,96518(43)# 32(10) ms β+ 69Br 5/2-#
70Kr 36 34 69,95526(41)# 52(17) ms β+ 70Br 0+
71Kr 36 35 70,94963(70) 100(3) ms β+ (94,8 %) 71Br (5/2)-
β+, p (5,2 %) 70Se
72Kr 36 36 71,942092(9) 17,16(18) s β+ 72Br 0+
73Kr 36 37 72,939289(7) 28,6(6) s β+ (99,32 %) 73Br 3/2-
β+, p (0,68 %) 72Se
73mKr 433,66(12) keV 107(10) ns (9/2+)
74Kr 36 38 73,9330844(22) 11,50(11) min β+ 74Br 0+
75Kr 36 39 74,930946(9) 4,29(17) min β+ 75Br 5/2+
76Kr 36 40 75,925910(4) 14,8(1) h β+ 76Br 0+
77Kr 36 41 76,9246700(21) 74,4(6) min β+ 77Br 5/2+
78Kr 36 42 77,9203648(12) 9,2 × 1021 ans[4] double capture électronique 78Se 0+
79Kr 36 43 78,920082(4) 35,04(10) h β+ 79Br 1/2-
79mKr 129,77(5) keV 50(3) s 7/2+
80Kr 36 44 79,9163790(16) Stable 0+
81Kr[n 3] 36 45 80,9165920(21) 2,29(11)×105 a CE 81Br 7/2+
81mKr 190,62(4) keV 13,10(3) s TI (99,975 %) 81Kr 1/2-
CE (0,025 %) 81Br
82Kr 36 46 81,9134836(19) Stable 0+
83Kr[n 4] 36 47 82,914136(3) Stable 9/2+
83m1Kr 9,4053(8) keV 154,4(11) ns 7/2+
83m2Kr 41,5569(10) keV 1,83(2) h TI 83Kr 1/2-
84Kr[n 4] 36 48 83,911507(3) Stable 0+
84mKr 3236,02(18) keV 1,89(4) µs 8+
85Kr[n 4] 36 49 84,9125273(21) 10,776(3) a β- 85Rb 9/2+
85m1Kr 304,871(20) keV 4,480(8) h β- (78,6 %) 85Rb 1/2-
TI (21,4 %) 85Kr
85m2Kr 1991,8(13) keV 1,6(7) µs
[1,2(+10-4) µs]		 (17/2+)
86Kr[n 4] 36 50 85,91061073(11) Observé stable[n 5] 0+
87Kr 36 51 86,91335486(29) 76,3(5) min β- 87Rb 5/2+
88Kr 36 52 87,914447(14) 2,84(3) h β- 88Rb 0+
89Kr 36 53 88,91763(6) 3,15(4) min β- 89Rb 3/2(+#)
90Kr 36 54 89,919517(20) 32,32(9) s β- 90mRb 0+
91Kr 36 55 90,92345(6) 8,57(4) s β- 91Rb 5/2(+)
92Kr 36 56 91,926156(13) 1,840(8) s β- (99,96 %) 92Rb 0+
β-, n (0,033 %) 91Rb
93Kr 36 57 92,93127(11) 1,286(10) s β- (98,05 %) 93Rb 1/2+
β-, n (1,95 %) 92Rb
94Kr 36 58 93,93436(32)# 210(4) ms β- (94,3 %) 94Rb 0+
β-, n (5,7 %) 93Rb
95Kr 36 59 94,93984(43)# 114(3) ms β- 95Rb 1/2(+)
96Kr 36 60 95,94307(54)# 80(7) ms β- 96Rb 0+
97Kr 36 61 96,94856(54)# 63(4) ms β- 97Rb 3/2+#
β-, n 96Rb
98Kr 36 62 97,95191(64)# 46(8) ms 0+
99Kr 36 63 98,95760(64)# 40(11) ms (3/2+)#
100Kr 36 64 99,96114(54)# 10# ms
[>300 ns]		 0+
101Kr[5] 36 65 inconnue >635 ns β- 2n 99Rb
β- n, 101Rb
β- 100Rb
  1. Abréviations :
    CE : capture électronique ;
    TI : transition isomérique.
  2. Isotopes stables en gras.
  3. Utilisé pour dater l'eau souterraine.
  4. Produit de fission.
  5. Soupçonné de se désintégrer par désintégration β-β- en 86Sr.

Remarques
  • La composition isotopique est celle de l'air.
  • 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 spécimens 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.

Références
  1. (en) N. Thonnard, L. D. MeKay, T. C. Labotka, « Development of Laser-Based Resonance Ionization Techniques for 81-Kr and 85-Kr Measurements in the Geosciences », University of Tennessee, Institute for Rare Isotope Measurements, , p. 4–7
  2. (en) « Resources on Isotopes », U.S. Geological Survey (consulté le )
  3. (en)Universal Nuclide Chart
  4. (en) Yu. M. Gavrilyuk et al., « Indications of 2ν2K capture in 78Kr », Physical Review C,‎ (DOI 10.1103/PhysRevC.87.035501, lire en ligne).
  5. (en) Brookhaven National Laboratory: Meet krypton's newest isotope, 101Kr.

Voir aussi


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
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