Isotopes du niobium

Le niobium (Nb) possède 33 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 81 et 113, et 24 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, un seul est stable, ⁹³Nb, et constitue l'intégralité du niobium naturellement présent, faisant du niobium un élément monoisotopique ainsi qu'un élément mononucléidique. Sa masse atomique standard est donc la masse isotopique de ⁹³Nb, soit 92,906 38(2) u.

Parmi les 32 radioisotopes du niobium, le plus stable est ⁹²Nb, un radionucléide non primordial avec une demi-vie de 34,7 millions d'années. Les suivants sont ⁹⁴Nb (demi-vie de 20 300 années) et ⁹¹Nb (680 années). Un isomère nucléaire à 31 keV, ^93mNb, possède une demi-vie de 16,13 années. La plupart des autres radioisotopes ont des demi-vies inférieures à deux heures, à l'exception de ⁹⁵Nb (35 jours), ⁹⁶Nb (23,4 heures) et ⁹⁰Nb (14,6 heures).

Les isotopes plus légers que ⁹³Nb se désintègrent principalement par émission de positron (β⁺), à l'exception de ⁹¹Nb qui se désintègre principalement par capture électronique, tous en isotopes du zirconium. Les radioisotopes plus lourds se désintègrent eux principalement par désintégration β⁻, ou pour certains, de façon non négligeable, par désintégration β⁻ et émission de neutron, tous en isotopes du molybdène.

Seuls ⁹⁵Nb (35 jours) et ⁹⁷Nb (72 minutes) et d'autres isotopes plus lourds (de demi-vies de l'ordre de a seconde) sont des produits de fission en quantité significative, les autres isotopes étant éclipsés par des isotopes stables ou à très longue durée de vie (⁹³Zr) du zirconium, produits par désintégration β à partir de fragments de fission riches en neutrons. ⁹⁵Nb est le produit de désintégration de ⁹⁵Zr (64 jours), et il est donc présent dans le combustible nucléaire usagé plus longtemps que sa courte demi-vie ne pourrait le laisser présager. De très faibles quantités d'autres isotopes peuvent aussi être produites comme produits de fission directs.

Isotopes notables

Niobium 92

Le niobium 92 (⁹²Nb) est l'isotope du niobium dont le noyau est constitué de 41 protons et de 51 neutrons. C'est le plus stable des 32 radioisotopes du niobium, qui se désintègre principalement par émission de positron en zirconium 92 avec une demi-vie de 34,7 Ma. La présence du niobium 92 pendant la formation du Système solaire est attestée par l'observation d'excès de zirconium 92 (radioactivité éteinte). Le niobium 92 est, avec le samarium 146, l'un des isotopes avec la plus longue durée de vie parmi les éléments à ne pas avoir été détecté dans la nature comme nucléide primordial^[a] (le plutonium 244, avec une demi-vie de 80 millions d'années, intermédiaire entre celles de ⁹²Nb et de ¹⁴⁶Sm, aurait été détecté dans les années 1970 et serait donc primordial, mais sa détection dans le milieu naturel a été remise en question).

Niobium 93

Le niobium 93 (⁹³Nb) est l'isotope du niobium dont le noyau est constitué de 41 protons et de 52 neutrons. C'est le seul isotope stable du niobium, mais il est aussi le nucléide le plus léger théoriquement capable de fission spontanée. Ce type d'événement n'a pour l'instant jamais été observé sur cet isotope, mais cela ferait du niobium théoriquement l'élément le plus léger dépourvu d'isotope stable. Les 40 premiers éléments (jusqu'au zirconium) ont tous un isotope stable, mais qui, en théorie, pourrait subir une désintégration du proton.

Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	Masse isotopique (u)	Demi-vie^{[n 1]}	Mode(s) de désintégration^[1]^,^{[n 2]}	Isotope(s) fils^{[n 3]}	Spin nucléaire
Symbole de l'isotope	Énergie d'excitation			Demi-vie^{[n 1]}	Mode(s) de désintégration^[1]^,^{[n 2]}	Isotope(s) fils^{[n 3]}	Spin nucléaire
⁸¹Nb	41	40	80,94903(161)#	<44 ns	β⁺, p	⁸⁰Y	3/2-#
					p	⁸⁰Zr
					β⁺	⁸¹Zr
⁸²Nb	41	41	81,94313(32)#	51(5) ms	β⁺	⁸²Zr	0+
⁸³Nb	41	42	82,93671(34)	4,1(3) s	β⁺	⁸³Zr	(5/2+)
⁸⁴Nb	41	43	83,93357(32)#	9,8(9) s	β⁺ (>99,9%)	⁸⁴Zr	3+
⁸⁴Nb	41	43	83,93357(32)#	9,8(9) s	β⁺, p (<0,1%)	⁸³Y	3+
^84mNb	338(10) keV			103(19) ns			(5-)
⁸⁵Nb	41	44	84,92791(24)	20,9(7) s	β⁺	⁸⁵Zr	(9/2+)
^85mNb	759,0(10) keV			12(5) s			(1/2-)
⁸⁶Nb	41	45	85,92504(9)	88(1) s	β⁺	⁸⁶Zr	(6+)
^86mNb	250(160)# keV			56(8) s	β⁺	⁸⁶Zr	(6⁺)^[2]
⁸⁷Nb	41	46	86,92036(7)	3,75(9) min	β⁺	⁸⁷Zr	(1/2-)
^87mNb	3,84(14) keV			2,6(1) min	β⁺	⁸⁷Zr	(9/2+)#
⁸⁸Nb	41	47	87,91833(11)	14,55(6) min	β⁺	⁸⁸Zr	(8+)
^88mNb	40(140) keV			7,8(1) min	β⁺	⁸⁸Zr	(4-)
⁸⁹Nb	41	48	88,913418(29)	2,03(7) h	β⁺	⁸⁹Zr	(9/2+)
^89mNb	0(30)# keV			1,10(3) h	β⁺	⁸⁹Zr	(1/2)-
⁹⁰Nb	41	49	89,911265(5)	14,60(5) h	β⁺	⁹⁰Zr	8+
^90m1Nb	122,370(22) keV			63(2) µs			6+
^90m2Nb	124,67(25) keV			18,81(6) s	TI	⁹⁰Nb	4-
^90m3Nb	171,10(10) keV			<1 µs			7+
^90m4Nb	382,01(25) keV			6,19(8) ms	CC^[Quoi ?]		1+
^90m5Nb	1880,21(20) keV			472(13) ns			(11-)
⁹¹Nb	41	50	90,906996(4)	680(130) a	CE (99,98%)	⁹¹Zr	9/2+
⁹¹Nb	41	50	90,906996(4)	680(130) a	β⁺ (0,013%)	⁹¹Zr	9/2+
^91m1Nb	104,60(5) keV			60,86(22) j	TI (93%)	⁹¹Nb	1/2-
					CE (7%)	⁹¹Zr
					β⁺ (0,0028%)	⁹¹Zr
^91m2Nb	2034,35(19) keV			3,76(12) µs			(17/2-)
⁹²Nb	41	51	91,907194(3)	3,47(24)×10⁷ a^{[n 4]}	β⁺ (99,95%)	⁹²Zr	(7)+
⁹²Nb	41	51	91,907194(3)	3,47(24)×10⁷ a^{[n 4]}	β⁻ (0,05%)	⁹²Mo	(7)+
^92m1Nb	135,5(4) keV			10,15(2) j	β⁺	⁹²Zr	(2)+
^92m2Nb	225,7(4) keV			5,9(2) µs			(2)-
^92m3Nb	2203,3(4) keV			167(4) ns			(11-)
⁹³Nb	41	52	92,9063781(26)	Observé stable^{[n 5]}			9/2+
^93mNb	30,77(2) keV			16,13(14) a	TI	⁹³Nb	1/2-
⁹⁴Nb	41	53	93,9072839(26)	2,03(16)×10⁴ a	β⁻	⁹⁴Mo	(6)+
^94mNb	40,902(12) keV			6,263(4) min	TI (99,5%)	⁹⁴Nb	3+

Isotopes notables

Niobium 92

Niobium 93

Table des isotopes

Remarques

Notes et références

Notes

Références

Sources