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 (9,20 × 10⁷ a^[1]) 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 de cinq isotopes stables (¹⁴⁴Sm, ¹⁴⁹Sm, ¹⁵⁰Sm, ¹⁵²Sm et ¹⁵⁴Sm) et de deux radioisotopes quasi stables (nucléides primordiaux), ¹⁴⁷Sm (demi-vie de 1,066 × 10¹¹ a) et ¹⁴⁸Sm (6,3 × 10¹⁵ a). Le samarium 147 est employé pour dater les roches (datation samarium-néodyme).

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 ¹⁴⁶Sm de son isobare ¹⁴⁶Nd ; le signal du néodyme 146 empêche donc de voir l'éventuel signal du samarium 146^[2].

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[3],[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)	9,20(26)×107 a[1]	α	142Nd	0+
147Sm[n 5],[n 6],[n 7]	62	85	146,9148979(26)	1,066(5)×1011 a	α	143Nd	7/2−
148Sm[n 5]	62	86	147,9148227(26)	6,3(13)×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.