Isotopes du zinc

Le zinc (Zn, numéro atomique 30) possède 30 isotopes connus, de nombre de masse variant de 54 à 83, ainsi que dix isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, cinq sont stables^[1], ⁶⁴Zn, ⁶⁶Zn, ⁶⁷Zn, ⁶⁸Zn et ⁷⁰Zn, et constituent l'ensemble du zinc naturel, le plus abondant étant ⁶⁴Zn (48,3 % d'abondance naturelle). Sa masse atomique standard est de 65,409(4) u.

Vingt-cinq radioisotopes ont été caractérisés, le plus abondant et le plus stable étant ⁶⁵Zn avec une demi-vie de 244,26 jours, suivis du ⁷²Zn avec une demi-vie de 46,5 heures. Tous les autres radioisotopes ont une demi-vie de moins de 14 heures, la majorité d'entre eux inférieure à une seconde. Parmi les radioisotopes plus légers que les isotopes stables, les plus légers (⁵⁴Zn à ⁵⁵Zn) se désintègrent par double émission de proton en isotopes du nickel, ceux légèrement plus lourds principalement par émission de positron (à l'exception du zinc 58 qui se désintègre par émission de positron et par émission de positron suivie d'une émission de proton), en isotopes du cuivre. Les radioisotopes les plus lourds se désintègrent par radioactivité β⁻ en isotopes du gallium.

Le zinc a été proposé comme matériau pour « saler » des armes nucléaires (le cobalt étant un autre matériau salant plus connu). L'idée est d'avoir une enveloppe en zinc enrichi en ⁶⁴Zn (stable), qui, irradié par un intense flux de neutrons à haute énergie résultant de l'explosion d'une bombe thermonucléaire, se transmuterait en radioisotope ⁶⁵Zn qui possède une demi-vie de 244 jours et produit environ 1,115 MeV^[2] en rayonnement gamma, ce qui accroîtrait significativement la radioactivité des retombées nucléaires dans les jours qui suivraient l'explosion. De telles armes n'ont a priori pour l'instant jamais été construites, testées ou utilisées.

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)
⁶⁴Zn	48,268 (321) %
⁶⁶Zn	27,975 (77) %
⁶⁷Zn	4,102 (21) %
⁶⁸Zn	19,024 (123) %
⁷⁰Zn	0,631 (9) %

Davantage d’informations Symbole de l'isotope, Z (p) ...

Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	Masse isotopique (u)	Demi-vie	Mode(s) de désintégration^[3]^,^{[n 1]}	Isotope(s) fils^{[n 2]}	Spin nucléaire
Symbole de l'isotope	Énergie d'excitation			Demi-vie	Mode(s) de désintégration^[3]^,^{[n 1]}	Isotope(s) fils^{[n 2]}	Spin nucléaire
⁵⁴Zn	30	24	53,99295(43)#		2p	⁵²Ni	0+
⁵⁵Zn	30	25	54,98398(27)#	20# ms [>1,6 µs]	2p	⁵³Ni	5/2-#
⁵⁵Zn	30	25	54,98398(27)#	20# ms [>1,6 µs]	β⁺	⁵⁵Cu	5/2-#
⁵⁶Zn	30	26	55,97238(28)#	36(10) ms	β⁺	⁵⁶Cu	0+
⁵⁷Zn	30	27	56,96479(11)#	38(4) ms	β⁺, p (65 %)	⁵⁶Ni	7/2-#
⁵⁷Zn	30	27	56,96479(11)#	38(4) ms	β⁺ (35 %)	⁵⁷Cu	7/2-#
⁵⁸Zn	30	28	57,95459(5)	84(9) ms	β⁺, p (60 %)	⁵⁷Ni	0+
⁵⁸Zn	30	28	57,95459(5)	84(9) ms	β⁺ (40 %)	⁵⁸Cu	0+
⁵⁹Zn	30	29	58,94926(4)	182,0(18) ms	β⁺ (99 %)	⁵⁹Cu	3/2-
⁵⁹Zn	30	29	58,94926(4)	182,0(18) ms	β⁺, p (1 %)	⁵⁸Ni	3/2-
⁶⁰Zn^{[n 3]}	30	30	59,941827(11)	2,38(5) min	β⁺	⁶⁰Cu	0+
⁶¹Zn	30	31	60,939511(17)	89,1(2) s	β⁺	⁶¹Cu	3/2-
^61m1Zn	88,4(1) keV			<430 ms			1/2-
^61m2Zn	418,10(15) keV			140(70) ms			3/2-
^61m3Zn	756,02(18) keV			<130 ms			5/2-
⁶²Zn	30	32	61,934330(11)	9,186(13) h	β⁺	⁶²Cu	0+
⁶³Zn	30	33	62,9332116(17)	38,47(5) min	β⁺	⁶³Cu	3/2-
⁶⁴Zn	30	34	63,9291422(7)	Observé stable^{[n 4]}			0+
⁶⁵Zn	30	35	64,9292410(7)	243,66(9) j	β⁺	⁶⁵Cu	5/2-
^65mZn	53,928(10) keV			1,6(6) µs			(1/2)-
⁶⁶Zn	30	36	65,9260334(10)	Stable			0+
⁶⁷Zn	30	37	66,9271273(10)	Stable			5/2-
⁶⁸Zn	30	38	67,9248442(10)	Stable			0+
⁶⁹Zn	30	39	68,9265503(10)	56,4(9) min	β⁻	⁶⁹Ga	1/2-
^69mZn	438,636(18) keV			13,76(2) h	TI (96,7 %)	⁶⁹Zn	9/2+
^69mZn	438,636(18) keV			13,76(2) h	β⁻ (3,3 %)	⁶⁹Ga	9/2+
⁷⁰Zn	30	40	69,9253193(21)	Observé stable^{[n 5]}			0+
⁷¹Zn	30	41	70,927722(11)	2,45(10) min	β⁻	⁷¹Ga	1/2-
^71mZn	157,7(13) keV			3,96(5) h	β⁻ (99,95 %)	⁷¹Ga	9/2+
^71mZn	157,7(13) keV			3,96(5) h	TI (,05 %)	⁷¹Zn	9/2+
⁷²Zn	30	42	71,926858(7)	46,5(1) h	β⁻	⁷²Ga	0+
⁷³Zn	30	43	72,92978(4)	23,5(10) s	β⁻	⁷³Ga	(1/2)-
^73m1Zn	195,5(2) keV			13,0(2) ms			(5/2+)
^73m2Zn	237,6(20) keV			5,8(8) s	β⁻	⁷³Ga	(7/2+)
^73m2Zn	237,6(20) keV			5,8(8) s	TI	⁷³Zn	(7/2+)
⁷⁴Zn	30	44	73,92946(5)	95,6(12) s	β⁻	⁷⁴Ga	0+
⁷⁵Zn	30	45	74,93294(8)	10,2(2) s	β⁻	⁷⁵Ga	(7/2+)#
⁷⁶Zn	30	46	75,93329(9)	5,7(3) s	β⁻	⁷⁶Ga	0+
⁷⁷Zn	30	47	76,93696(13)	2,08(5) s	β⁻	⁷⁷Ga	(7/2+)#
^77mZn	772,39(12) keV			1,05(10) s	TI (50 %)	⁷⁷Zn	1/2-#
^77mZn	772,39(12) keV			1,05(10) s	β⁻ (50 %)	⁷⁷Ga	1/2-#
⁷⁸Zn	30	48	77,93844(10)	1,47(15) s	β⁻	⁷⁸Ga	0+
^78mZn	2673(1) keV			319(9) ns			(8+)
⁷⁹Zn	30	49	78,94265(28)#	0,995(19) s	β⁻ (98,7 %)	⁷⁹Ga	(9/2+)
⁷⁹Zn	30	49	78,94265(28)#	0,995(19) s	β⁻, n (1,3 %)	⁷⁸Ga	(9/2+)
⁸⁰Zn	30	50	79,94434(18)	545(16) ms	β⁻ (99 %)	⁸⁰Ga	0+
⁸⁰Zn	30	50	79,94434(18)	545(16) ms	β⁻, n (1 %)	⁷⁹Ga	0+
⁸¹Zn	30	51	80,95048(32)#	290(50) ms	β⁻ (92,5 %)	⁸¹Ga	5/2+#
⁸¹Zn	30	51	80,95048(32)#	290(50) ms	β⁻, n (7,5 %)	⁸⁰Ga	5/2+#
⁸²Zn	30	52	81,95442(54)#	100# ms [>300 ns]	β⁻	⁸²Ga	0+
⁸³Zn	30	53	82,96103(54)#	80# ms [>300 ns]			5/2+#

[n 1]
Abréviation :
TI : transition isomérique.
[n 2]
Isotopes stables en gras, gras et italique ceux stables à notre échelle de temps.
[n 3]
Produit final de la fusion du silicium ; sa production est endothermique et accélère l'effondrement de l'étoile.
[n 4]
Suspecté de se désintégrer par désintégration β⁺β⁺ en ⁶⁴Ni avec une demi-vie supérieure à 2,3×10¹⁸ années.
[n 5]
Suspecté de subir une désintégration β⁻β⁻ en ⁷⁰Ge avec une demi-vie supérieure à 1,3×10¹⁶ années.

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].
Masses des isotopes données par la Commission sur les Symboles, les Unités, la Nomenclature, les Masses atomiques et les Constantes fondamentales (SUNAMCO) de l'IUPAP.
Abondances isotopiques données par la Commission des Abondances isotopiques et des Poids atomiques de l'IUPAC.

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 and Applied Chemistry, 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 and Applied Chemistry, vol. 78, n^o 11,‎ 2006, p. 2051–2066 (DOI 10.1351/pac200678112051, résumé, lire en ligne)
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 », Brookhaven National Laboratory (consulté en septembre 2005)
- (en) N. E. Holden et D. R. Lide (dir.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, 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 zinc » (voir la liste des auteurs).

Isotopes notables

Zinc naturel

Table des isotopes

Remarques

Voir aussi

Notes et références

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