Le baryum (Ba, numéro atomique 56) possède 40 isotopes connus de nombre de masse variant entre 114 et 153, et dix isomères nucléaires. Parmi eux, six isotopes sont stables, 132Ba, 134Ba, 135Ba, 136Ba, 137Ba et 138Ba, et un radioisotope primordial a une très longue période, 130Ba.

Ces sept isotopes représentent la totalité du baryum naturel, le plus abondant étant 138Ba (71,7 %). La masse atomique standard attribuée au baryum est de .

Parmi les 33 radioisotopes artificiels, les plus stables sont 133Ba avec une demi-vie de , 131Ba () et 137mBa (), qui est le produit de désintégration du césium 137 (un produit de fission courant avec une demi-vie de ). Tous les autres radiodisotopes ont des demi-vies de quelques minutes à quelques millisecondes.

Les isotopes plus légers que les isotopes stables se désintègrent principalement par émission de positron (β+) en isotopes du césium. Les seules exceptions sont 130Ba qui se désintègre par double capture électronique en 130Xe et 133Ba qui se désintègre par capture électronique en 133Cs. Les radioisotopes plus lourds se désintègrent eux principalement par désintégration β− en isotopes du lanthane.

Il a été prédit que le baryum 114 pouvait subir une désintégration par émission de clusters, émettant un noyau stable de 12C et produisant 102Sn. Cette désintégration n'a cependant jamais été observée ; la limite supérieure du ratio pour cette voie de désintégration radioactive est de 0,0034 %.

Isotopes notables

Baryum naturel

Le baryum naturel est constitué des six isotopes stables 132Ba, 134Ba, 135Ba, 136Ba, 137Ba et 138Ba, et de l'isotope quasi stable 130Ba. On soupçonne également 132Ba d'être très légèrement radioactif, avec une demi-vie supérieure à 300 années, mais aucune désintégration n'a encore été observée. IsotopeAbondance (pourcentage molaire)130Ba0,106 (1) %132Ba0,101 (1) %134Ba2,417 (18) %135Ba6,592 (12) %136Ba7,854 (24) %137Ba11,232 (24) %138Ba71,698 (42) %

Baryum 130

Le baryum 130 a été récemment découvert instable par des méthodes géochimiques (par analyse de la présence dans les roches de son isotope-fils, le xénon 130). Cet isotope se désintègre par double capture électronique (absorbant deux électrons et émettant deux neutrinos) avec une demi-vie de (0,5-2,7) années (environ cent milliards de fois l'âge de l'univers)

Table des isotopes

Symbolede l'isotope Z (p) N (n) Masse isotopique (u) Demi-vie Mode(s) dedésintégration Universal Nuclide ChartAbréviations :CE : capture électronique ;TI : transition isomérique ;DC : désintégration par émission de cluster. Isotope(s)-filsIsotopes stables en gras. Spin nucléaire Énergie d'excitation114Ba 56 58113,95068(15)530(230) ms[0,43(+30−15) s] β+, p (99,59 %) 113Xe0+ α (0,37 %) 110Xe β+ (0,04 %) 114Cs DC (<0,0034 %)Désintégration par émission de clusters prédite mais jamais observée. 102Sn, 12C115Ba 56 59114,94737(64)#0,45(5) s β+ 115Cs(5/2+)# β+, p 114Xe116Ba 56 60115,94138(43)#1,3(2) s β+ 116Cs0+ β+, p 115Xe117Ba 56 61116,93850(32)#1,75(7) s β+ 117Cs(3/2)(+#) β+, α 113I β+, p 116Xe118Ba 56 62117,93304(21)#5,2(2) s β+ 118Cs0+ β+, p 117Xe119Ba 56 63118,93066(21)5,4(3) s β+ 119Cs(5/2+) β+, p 118Xe 120Ba 56 64 119,92604(32) 24(2) s β+ 120Cs 0+121Ba 56 65120,92405(15)29,7(15) s β+ (99,98 %) 121Cs5/2(+) β+, p (0,02 %) 120Xe 122Ba 56 66 121,91990(3) 1,95(15) min β+ 122Cs 0+ 123Ba 56 67 122,918781(13) 2,7(4) min β+ 123Cs 5/2(+) 124Ba 56 68 123,915094(13) 11,0(5) min β+ 124Cs 0+ 125Ba 56 69 124,914473(12) 3,5(4) min β+ 125Cs 1/2(+#) 126Ba 56 70 125,911250(13) 100(2) min β+ 126Cs 0+ 127Ba 56 71 126,911094(12) 12,7(4) min β+ 127Cs 1/2+ 127mBa 80,33(12) keV 1,9(2) s TI 127Ba 7/2− 128Ba 56 72 127,908318(11) 2,43(5) j β+ 128Cs 0+ 129Ba 56 73 128,908679(12) 2,23(11) h β+ 129Cs 1/2+ 129mBa 8,42(6) keV2,16(2) h β+ 129Cs7/2+# TI 129Ba 130BaRadioisotope primordial. 56 74 129,9063208(30) 1,6(±1,1)×1021 a Double CE 130Xe 0+ 130mBa 2475,12(18) keV 9,54(14) ms TI 130Ba 8− 131Ba 56 75 130,906941(3) 11,50(6) j β+ 131Cs 1/2+ 131mBa 187,14(12) keV 14,6(2) min TI 131Ba 9/2− 132Ba 56 76 131,9050613(11)Observé stableSuspecté de se désintégrer par β+β+ en 132Xe avec une demi-vie supérieure à 300 années. 0+ 133Ba 56 77 132,9060075(11) 10,51(5) a CE 133Cs 1/2+ 133mBa 288,247(9) keV38,9(1) h TI (99,99 %) 133Ba11/2− CE (0,0096 %) 133Cs 134Ba 56 78 133,9045084(4)StableThéoriquement capable de fission spontanée. 0+ 135Ba 56 79 134,9056886(4)Stable 3/2+ 135mBa 268,22(2) keV 28,7(2) h TI 135Ba 11/2− 136Ba 56 80 135,9045759(4)Stable 0+ 136mBa 2030,466(18) keV 308,4(19) ms TI 136Ba 7− 137Ba 56 81 136,9058274(5)Stable 3/2+ 137m1Ba 661,659(3) keV 2,552(1) min TI 137Ba 11/2− 137m2Ba 2349,1(4) keV 0,59(10) µs (17/2−) 138BaProduit de fission. 56 82 137,9052472(5)Stable 0+ 138mBa 2090,54(6) keV 800(100) ns 6+ 139Ba 56 83 138,9088413(5) 83,06(28) min β− 139La 7/2− 140Ba 56 84 139,910605(9) 12,752(3) j β− 140La 0+ 141Ba 56 85 140,914411(9) 18,27(7) min β− 141La 3/2− 142Ba 56 86 141,916453(7) 10,6(2) min β− 142La 0+ 143Ba 56 87 142,920627(14) 14,5(3) s β− 143La 5/2− 144Ba 56 88 143,922953(14) 11,5(2) s β− 144La 0+ 145Ba 56 89 144,92763(8) 4,31(16) s β− 145La 5/2−146Ba 56 90145,93022(8)2,22(7) s β− (99,98 %) 146La0+ β−, n (0,02 %) 145La147Ba 56 91146,93495(22)#0,893(1) s β− (99,94 %) 147La(3/2+) β−, n (0,06 %) 146La148Ba 56 92147,93772(9)0,612(17) s β− (99,6 %) 148La0+ β−, n (0,4 %) 147La149Ba 56 93148,94258(21)#344(7) ms β− (99,57 %) 149La3/2−# β−, n (0,43 %) 148La150Ba 56 94149,94568(43)#300 ms β− 150La0+ β−, n (rare) 149La 151Ba 56 95 150,95081(43)# 200# ms [>300 ns] β− 151La 3/2−# 152Ba 56 96 151,95427(54)# 100# ms β− 152La 0+ 153Ba 56 97 152,95961(86)# 80# ms β− 153La 5/2−#

Remarques

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 échantillons 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.

Notes et références

Masse des isotopes depuis :

Compositions isotopiques et masses atomiques standards :

, résumé Demi-vies, spins et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes :

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