Isotopes du samarium

Le samarium (Sm, numéro atomique 62) naturel est composé de cinq isotopes stables (144Sm, 149Sm, 150Sm, 152Sm et 154Sm) et de deux radioisotopes à très longue demi-vie, 147Sm et 148Sm. 146Sm a également une très longue demi-vie (1,03×108 a) mais il n'a pas encore été détecté dans le milieu naturel, et son existence comme nucléide primordial reste incertaine.

Samarium naturel

Le samarium naturel est constitué des cinq isotopes stables (144Sm, 149Sm, 150Sm, 152Sm et 154Sm) et de deux radioisotopes quasi-stables, 147Sm (demi-vie de 1,06×1011 a) et 148Sm (7×1015 a). On soupçonne l'existence de traces de 146Sm comme nucléide primordial, mais il n'a pas encore été détecté ; cette détection est compliquée parce que les éléments à l'état d'ultra-traces sont généralement analysés par spectrométrie de masse, or cette technique ne peut distinguer le 146Sm de son isobare le 146Nd. Le signal du néodyme 146 empêche donc de voir l'éventuel signal du samarium 146[1].

Isotope Abondance

(pourcentage molaire)

144Sm 3,07 (7) %
146Sm Traces (?)
147Sm 14,99 (18) %
148Sm 11,24 (10) %
149Sm 13,82 (7) %
150Sm 7,38 (1) %
152Sm 26,75 (16) %
154Sm 22,75 (29) %

Table
Symbole
de l'isotope		 Z (p) N (n) Masse isotopique (u) Demi-vie[n 1] Mode(s) de
désintégration[2],[n 2]		 Isotope(s)-fils[n 3] Spin

nucléaire

Énergie d'excitation
128Sm 62 66 127,95808(54)# 0,5# s 0+
129Sm 62 67 128,95464(54)# 550(100) ms 5/2+#
130Sm 62 68 129,94892(43)# 1# s β+ 130Pm 0+
131Sm 62 69 130,94611(32)# 1,2(2) s β+ 131Pm 5/2+#
β+, p (rare) 130Nd
132Sm 62 70 131,94069(32)# 4,0(3) s β+ 132Pm 0+
β+, p 131Nd
133Sm 62 71 132,93867(21)# 2,90(17) s β+ 133Pm (5/2+)
β+, p 132Nd
134Sm 62 72 133,93397(21)# 10(1) s β+ 134Pm 0+
135Sm 62 73 134,93252(17) 10,3(5) s β+ (99,98 %) 135Pm (7/2+)
β+, p (0,02 %) 134Nd
135mSm 0(300)# keV 2,4(9) s β+ 135Pm (3/2+,5/2+)
136Sm 62 74 135,928276(13) 47(2) s β+ 136Pm 0+
136mSm 2264,7(11) keV 15(1) µs (8−)
137Sm 62 75 136,92697(5) 45(1) s β+ 137Pm (9/2−)
137mSm 180(50)# keV 20# s β+ 137Pm 1/2+#
138Sm 62 76 137,923244(13) 3,1(2) min β+ 138Pm 0+
139Sm 62 77 138,922297(12) 2,57(10) min β+ 139Pm 1/2+
139mSm 457,40(22) keV 10,7(6) s TI (93,7 %) 139Sm 11/2−
β+ (6,3 %) 139Pm
140Sm 62 78 139,918995(13) 14,82(12) min β+ 140Pm 0+
141Sm 62 79 140,918476(9) 10,2(2) min β+ 141Pm 1/2+
141mSm 176,0(3) keV 22,6(2) min β+ (99,69 %) 141Pm 11/2−
TI (0,31 %) 141Sm
142Sm 62 80 141,915198(6) 72,49(5) min β+ 142Pm 0+
143Sm 62 81 142,914628(4) 8,75(8) min β+ 143Pm 3/2+
143m1Sm 753,99(16) keV 66(2) s TI (99,76 %) 143Sm 11/2−
β+ (0,24 %) 143Pm
143m2Sm 2793,8(13) keV 30(3) ms 23/2(−)
144Sm 62 82 143,911999(3) Observé stable[n 4] 0+
144mSm 2323,60(8) keV 880(25) ns 6+
145Sm 62 83 144,913410(3) 340(3) d CE 145Pm 7/2−
145mSm 8786,2(7) keV 990(170) ns
[0,96(+19−15) µs]		 (49/2+)
146Sm[n 5] 62 84 145,913041(4) 1,03(5)×108 a α 142Nd 0+
147Sm[n 5],[n 6],[n 7] 62 85 146,9148979(26) 1,06(2)×1011 a α 143Nd 7/2−
148Sm[n 5] 62 86 147,9148227(26) 7(3)×1015 a α 144Nd 0+
149Sm[n 6],[n 8] 62 87 148,9171847(26) Observé stable[n 9] 7/2−
150Sm 62 88 149,9172755(26) Observé stable[n 10] 0+
151Sm[n 6],[n 8] 62 89 150,9199324(26) 88,8(24) a β− 151Eu 5/2−
151mSm 261,13(4) keV 1,4(1) µs (11/2)−
152Sm[n 6] 62 90 151,9197324(27) Observé stable[n 11] 0+
153Sm[n 6] 62 91 152,9220974(27) 46,284(4) h β− 153Eu 3/2+
153mSm 98,37(10) keV 10,6(3) ms TI 153Sm 11/2−
154Sm[n 6] 62 92 153,9222093(27) Observé stable[n 12] 0+
155Sm 62 93 154,9246402(28) 22,3(2) min β− 155Eu 3/2−
156Sm 62 94 155,925528(10) 9,4(2) h β− 156Eu 0+
156mSm 1397,55(9) keV 185(7) ns 5−
157Sm 62 95 156,92836(5) 8,03(7) min β− 157Eu (3/2−)
158Sm 62 96 157,92999(8) 5,30(3) min β− 158Eu 0+
159Sm 62 97 158,93321(11) 11,37(15) s β− 159Eu 5/2−
160Sm 62 98 159,93514(21)# 9,6(3) s β− 160Eu 0+
161Sm 62 99 160,93883(32)# 4,8(8) s β− 161Eu 7/2+#
162Sm 62 100 161,94122(54)# 2,4(5) s β− 162Eu 0+
163Sm 62 101 162,94536(75)# 1# s β− 163Eu 1/2−#
164Sm 62 102 163,94828(86)# 500# ms β− 164Eu 0+
165Sm 62 103 164,95298(97)# 200# ms β− 165Eu 5/2−#
  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. Théoriquement capable de se désintégrer par désintégration α en 140Nd ou par β+β+ en 144Nd.
  5. Radioisotope primordial.
  6. Produit de fission.
  7. Utilisé pour la datation par le samarium-néodyme.
  8. Poison à neutrons dans les réacteurs nucléaires.
  9. Théoriquement capable de se désintégrer par désintégration α en 145Nd avec une demi-vie supérieure à 2 × 1015 années.
  10. Théoriquement capable de se désintégrer par désintégration α en 146Nd.
  11. Théoriquement capable de se désintégrer par désintégration α en 148Nd.
  12. Théoriquement capable de β−β− en 154Gd avec une demi-vie supérieure à 2,3 × 1018 années.

Notes
  • Des échantillons géologiques exceptionnels sont connus pour lesquels la composition isotopique se trouve en dehors de la plage donnée. L'incertitude sur la masse atomique peut excéder la valeur donnée pour de tels spécimens.
  • Les valeurs notées # ne viennent pas uniquement de données expérimentales, mais sont au moins partiellement extrapolées à partir de tendances observées. Les spins dont la détermination est fragile sont entre parenthèses.
  • Les incertitudes sont données en forme courte entre parenthèses après les derniers chiffres significatifs correspondant. Les valeurs d'incertitude sont données pour un écart-type, sauf pour la composition isotopique et la masse atomique standard venant de l'IUPAC, qui utilise les incertitudes étendues.

Notes et références
  1. (en) Samir Maji, Susanta Lahiri, Birgit Wierczinski et Gunther Korschinek, « Separation of samarium and neodymium: a prerequisite for getting signals from nuclear synthesis », Analyst, vol. 131, no 12,‎ (ISSN 1364-5528, DOI 10.1039/B608157F, lire en ligne, consulté le )
  2. (en) Universal Nuclide Chart


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
Tableau périodique des isotopes
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