Isotopes du ruthénium

Le ruthénium (Ru, numéro atomique 44) possède 34 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 87 et 120, et 7 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, sept sont stables, ⁹⁶Ru, ⁹⁸Ru, ⁹⁹Ru, ¹⁰⁰Ru, ¹⁰¹Ru, ¹⁰²Ru et ¹⁰⁴Ru ; ils constituent l'intégralité du ruthénium naturellement présent, le plus abondant étant ¹⁰²Ru (31,5 %). On attribue au ruthénium une masse atomique standard de 101,07(2) u^[1].

Parmi les 27 radioisotopes artificiels du ruthénium, les plus stables sont ¹⁰⁶Ru (demi-vie de 373,59 jours), ¹⁰³Ru (39,26 jours) ⁹⁷Ru (2,79 jours) et ⁹⁷Ru (1,643 heure). Tous les autres isotopes ont des demi-vie inférieure à une heure, et la plupart à une minute. L'isomère nucléaire le plus stable est ^93m1Ru, avec une demi-vie de 10,8 secondes.

Les radioisotopes plus légers que les isotopes stables (A < 96 et ⁹⁷Ru) se désintègrent principalement par émission de positron (β⁺) en isotopes du technétium. Les radioisotopes plus lourds (A > 104 et ¹⁰³Ru) se désintègrent eux principalement par désintégration β⁻ en isotopes du rhodium.

Isotopes notables

Ruthénium naturel

Le ruthénium naturel est constitué des sept isotopes stables, ⁹⁶Ru, ⁹⁸Ru, ⁹⁹Ru, ¹⁰⁰Ru, ¹⁰¹Ru, ¹⁰²Ru et ¹⁰⁴Ru. Tous sont théoriquement capables de fission spontanée, bien que cette dernière n'ait été observée dans aucun des cas. De même, ⁹⁶Ru et ¹⁰⁴Ru sont soupçonnés d'être faiblement radioactifs, se désintégrant respectivement par double émission bêta β⁺ en ⁹⁶Mo avec une demi-vie supérieure à 6,7×10¹⁶ ans et par double émission bêta β⁻ en ¹⁰⁴Pd, mais encore une fois de telles désintégrations n'ont encore jamais été observées.

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)
96Ru	5,54(14) %
98Ru	1,87 (3) %
99Ru	12,76 (14) %
100Ru	12,60 (7) %
101Ru	17,06 (2) %
102Ru	31,55 (14) %
104Ru	18,62 (27) %

Table des isotopes

Symbole de l'isotope	N (n)	Masse isotopique	Demi-vie	Mode(s) de désintégration[2],[n 1]	Isotope(s) fils[n 2]	Spin nucléaire
	Énergie d'excitation
87Ru	43	86,94918(64)#	50# ms [>1,5 µs]	β+	87Tc	1/2-#
88Ru	44	87,94026(43)#	1,3(3) s [1,2(+3-2) s]	β+	88Tc	0+
89Ru	45	88,93611(54)#	1,38(11) s	β+	89Tc	(7/2)(+#)
90Ru	46	89,92989(32)#	11,7(9) s	β+	90Tc	0+
91Ru	47	90,92629(63)#	7,9(4) s	β+	91Tc	(9/2+)
91mRu	80(300)# keV		7,6(8) s	β+ (>99,9 %)	91Tc	(1/2-)
				TI (<0,1 %)	91Ru
				β+, p (<0,1 %)	90Mo
92Ru	48	91,92012(32)#	3,65(5) min	β+	92Tc	0+
93Ru	49	92,91705(9)	59,7(6) s	β+	93Tc	(9/2)+
93m1Ru	734,40(10) keV		10,8(3) s	β+ (78 %)	93Tc	(1/2)-
				TI (22 %)	93Ru
				β+, p (0,027 %)	92Mo
93m2Ru	2082,6(9) keV		2,20(17) µs			(21/2)+
94Ru	50	93,911360(14)	51,8(6) min	β+	94Tc	0+
94mRu	2644,55(25) keV		71(4) µs			(8+)
95Ru	51	94,910413(13)	1,643(14) h	β+	95Tc	5/2+
96Ru	52	95,907598(8)	Observé stable[n 3]			0+
97Ru	53	96,907555(9)	2,791(4) j	β+	97mTc	5/2+
98Ru	54	97,905287(7)	Stable[n 4]			0+
99Ru	55	98,9059393(22)	Stable[n 4]			5/2+
100Ru	56	99,9042195(22)	Stable[n 4]			0+
101Ru[n 5]	57	100,9055821(22)	Stable[n 4]			5/2+
101mRu	527,56(10) keV		17,5(4) µs			11/2-
102Ru[n 5]	58	101,9043493(22)	Stable[n 4]			0+
103Ru[n 5]	59	102,9063238(22)	39,26(2) j	β−	103Rh	3/2+
103mRu	238,2(7) keV		1,69(7) ms	TI	103Ru	11/2-
104Ru[n 5]	60	103,905433(3)	Observé stable[n 6]			0+
105Ru[n 5]	61	104,907753(3)	4,44(2) h	β−	105Rh	3/2+
106Ru[n 5]	62	105,907329(8)	373,59(15) j	β−	106Rh	0+
107Ru	63	106,90991(13)	3,75(5) min	β−	107Rh	(5/2)+
108Ru	64	107,91017(12)	4,55(5) min	β−	108Rh	0+
109Ru	65	108,91320(7)	34,5(10) s	β−	109Rh	(5/2+)#
110Ru	66	109,91414(6)	11,6(6) s	β−	110Rh	0+
111Ru	67	110,91770(8)	2,12(7) s	β−	111Rh	(5/2+)
112Ru	68	111,91897(8)	1,75(7) s	β−	112Rh	0+
113Ru	69	112,92249(8)	0,80(5) s	β−	113Rh	(5/2+)
113mRu	130(18) keV		510(30) ms			(11/2-)
114Ru	70	113,92428(25)#	0,53(6) s	β− (>99,9 %)	114Rh	0+
				β−, n (<0,1 %)	113Rh
115Ru	71	114,92869(14)	740(80) ms	β− (>99,9 %)	115Rh
				β−, n (<0,1 %)	114Rh
116Ru	72	115,93081(75)#	400# ms [>300 ns]	β−	116Rh	0+
117Ru	73	116,93558(75)#	300# ms [>300 ns]	β−	117Rh
118Ru	74	117,93782(86)#	200# ms [>300 ns]	β−	118Rh	0+
119Ru	75	118,94284(75)#	170# ms [>300 ns]
120Ru	76	119,94531(86)#	80# ms [>300 ns]			0+

1. Abréviation :
   TI : Transition isomérique.
2. Isotopes stables en gras.
3. Soupçonné de se désintégrer par β⁺β⁺ en ⁹⁶Mo avec une demi-vie supérieure à 6,7×10¹⁶ ans.
4. Théoriquement capable de fission spontanée.
5. Produit de fission.
6. Soupçonné de se désintégrer par β⁻β⁻ en ¹⁰⁴Pd.

Remarques

Ce diagramme montre l’abondance isotopique naturelle (normale) du ruthénium, ainsi que celle du site du réacteur nucléaire naturel d'Oklo modifiée par les isotopes du ruthénium produits par la fission de ²³⁵U.

• 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^[3].