Isotopes du cuivre

Le cuivre (Cu, numéro atomique 29) possède 29 isotopes connus, de nombre de masse variant de 52 à 80, ainsi que sept isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, deux sont stables, ⁶³Cu et ⁶⁵Cu, et constituent l'ensemble du cuivre naturel dans une proportion d'environ 70/30. La masse atomique standard du cuivre est donc de 63,546(3) u.

Tableau des isotopes du Cu-63

Le plus stable des radioisotopes du cuivre est ⁶⁷Cu avec une demi-vie de 61,83 heures. Le moins stable est ⁵⁴Cu avec une demi-vie d'environ 75 ns. La plupart des radioisotopes ont une demi-vie inférieure à une minute. Les isotopes les plus légers, de nombre de masse entre 52 et 54 se désintègrent par émission de proton en isotopes du nickel, ceux entre 55 et 62 (plus légers que les isotopes stables) majoritairement par émission de positron (β⁺), en isotopes du nickel également, et ceux avec un nombre de masse supérieur à 65 (plus lourds que les isotopes stables) par radioactivité β⁻ en isotopes du zinc. ⁶⁴Cu se désintègre lui à la fois par radioactivité β⁺, β⁻, et par capture électronique^[1].

⁶⁸Cu, ⁶⁹Cu, ⁷¹Cu, ⁷²Cu, et ⁷⁶Cu ont chacun un isomère métastable, ⁷⁰Cu en a deux. Le plus stable d'entre eux est ^68mCu avec une demi-vie de 3,75 minutes. Le moins stable est ^69mCu avec une demi-vie de 360 ns^[1].

Isotopes notables

Cuivre naturel

Le cuivre naturel est constitué des deux isotopes stables ⁶³Cu et ⁶⁵Cu.

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)	Gamme de variations
63Cu	69,15 (15) %	68,983 - 69,338
65Cu	30,85 (15) %	30,662 - 31,017

Cuivre 64

Le cuivre 64 (⁶⁴Cu) est l'isotope du cuivre dont le noyau est constitué de 29 protons et de 35 neutrons. Il possède une demi-vie de 12,701 ± 0,002 heures et se désintègre à 17,86 (± 0,14) % par émission de positron (β⁺) en ⁶⁴Ni, à 39,0 (± 0,3) % par radioactivité β⁻ en ⁶⁴Zn, à 43,075 (± 0,500) % par capture électronique en ⁶⁴Ni, et à 0,475 (± 0,010) % par rayonnement γ/conversion interne. Ces émissions ont pour énergie 0,5787 (± 0,0009) et 0,6531 (± 0,0002) MeV respectivement pour les désintégrations β⁻ et β⁺ et 1,35477 (± 0,00016) MeV pour la désintégration gamma^[2]. Ces propriétés de désintégrations uniques font que le cuivre 64 est utilisé en médecine nucléaire à la fois en imagerie et en thérapie.

Table des isotopes

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
	Énergie d'excitation
52Cu	29	23	51,99718(28)#	<25ns	p	51Ni	(3+)#
53Cu	29	24	52,98555(28)#	<300 ns	p	52Ni	(3/2-)#
54Cu	29	25	53,97671(23)#	<75 ns	p	53Ni	(3+)#
55Cu	29	26	54,96605(32)#	40# ms [>200 ns]	β+	55Ni	3/2-#
					p	54Ni
56Cu	29	27	55,95856(15)#	93(3) ms	β+	56Ni	(4+)
57Cu	29	28	56,949211(17)	196,3(7) ms	β+	57Ni	3/2-
58Cu	29	29	57,9445385(17)	3,204(7) s	β+	58Ni	1+
59Cu	29	30	58,9394980(8)	81,5(5) s	β+	59Ni	3/2-
60Cu	29	31	59,9373650(18)	23,7(4) min	β+	60Ni	2+
61Cu	29	32	60,9334578(11)	3,333(5) h	β+	61Ni	3/2-
62Cu	29	33	61,932584(4)	9,673(8) min	β+	62Ni	1+
63Cu	29	34	62,9295975(6)	Stable			3/2-
64Cu	29	35	63,9297642(6)	12,700(2) h	β+ (18 %)	64Ni	1+
					β− (39 %)	64Zn
					CE (43 %)	64Ni
65Cu	29	36	64,9277895(7)	Stable			3/2-
66Cu	29	37	65,9288688(7)	5,120(14) min	β−	66Zn	1+
67Cu	29	38	66,9277303(13)	61,83(12) h	β−	67Zn	3/2-
68Cu	29	39	67,9296109(17)	31,1(15) s	β−	68Zn	1+
68mCu	721,6(7) keV			3,75(5) min	TI (84 %)	68Cu	(6-)
					β− (16 %)	68Zn
69Cu	29	40	68,9294293(15)	2,85(15) min	β−	69Zn	3/2-
69mCu	2741,8(10) keV			360(30) ns			(13/2+)
70Cu	29	41	69,9323923(17)	44,5(2) s	β−	70Zn	(6-)
70m1Cu	101,1(3) keV			33(2) s	β−	70Zn	(3-)
70m2Cu	242,6(5) keV			6,6(2) s			1+
71Cu	29	42	70,9326768(16)	19,4(14) s	β−	71Zn	(3/2-)
71mCu	2756(10) keV			271(13) ns			(19/2-)
72Cu	29	43	71,9358203(15)	6,6(1) s	β−	72Zn	(1+)
72mCu	270(3) keV			1,76(3) µs			(4-)
73Cu	29	44	72,936675(4)	4,2(3) s	β− (>99,9 %)	73Zn	(3/2-)
					β−, n (<,1 %)	72Zn
74Cu	29	45	73,939875(7)	1,594(10) s	β−	74Zn	(1+,3+)
75Cu	29	46	74,94190(105)	1,224(3) s	β− (96,5 %)	75Zn	(3/2-)#
					β−, n (3,5 %)	74Zn
76Cu	29	47	75,945275(7)	641(6) ms	β− (97 %)	76Zn	(3,5)
					β−, n (3 %)	75Zn
76mCu	0(200)# keV			1,27(30) s	β−	76Zn	(1,3)
77Cu	29	48	76,94785(43)#	469(8) ms	β−	77Zn	3/2-#
78Cu	29	49	77,95196(43)#	342(11) ms	β−	78Zn
79Cu	29	50	78,95456(54)#	188(25) ms	β−, n (55 %)	78Zn	3/2-#
					β− (45 %)	79Zn
80Cu	29	51	79,96087(64)#	100# ms [>300 ns]	β−	80Zn

1. Abréviations :
   CE : capture électronique ;
   TI : transition isomérique.
2. Isotopes stables en gras, gras et italique ceux stables à notre échelle de temps.

Remarques

• La précision de l'abondance isotopique et de la masse atomique est limitée par des variations. Les échelles de variations données sont normalement valables pour tout matériel terrestre normal.
• 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.