Isotopes du radium
Le radium (Ra) ne possède aucun isotope stable, aucune masse atomique standard ne peut donc lui être attribuée. L'isotope 226 (226Ra), le plus commun du radium, a la durée de vie la plus longue (demi-vie de 1600 ans).
Isotopes notables
[modifier | modifier le code]Radium 223
[modifier | modifier le code]Le radium 223 est un émetteur alpha avec une demi-vie de 11 jours. Il était historiquement désigné sous le nom d'actinium X, puisqu'il est l'isotope-fils de l'actinium 227 dans la chaîne de désintégration de l'uranium 235.
Il est commercialisé sous le nom de marque Xofigo et sous la forme de chlorure de radium pour une application médicale contre les métastases osseuses du cancer de la prostate. Il se fixe sur les os en raison de son analogie chimique avec le calcium.
Radium 224
[modifier | modifier le code]Le radium 224 est, avec le radium 228, traditionnellement associé au thorium, car il fait partie de la chaîne de désintégration du 232Th. Il était historiquement désigné sous le nom de thorium X, car il est le descendant direct du 228Th. Avec le radium 225, il est considéré comme un candidat potentiel pour des applications en médecine nucléaire en raison de sa demi-vie courte (3,62 jours) et des quatre émetteurs alpha présents dans sa chaîne de désintégration.
![{\displaystyle \mathrm {{}_{\ 88}^{224}Ra{\xrightarrow[{3,62\ jours}]{\alpha }}{}_{\ 86}^{220}Rn{\xrightarrow[{55,6\ s}]{\alpha }}{}_{\ 84}^{216}Po{\xrightarrow[{146\ ms}]{\alpha }}{}_{\ 82}^{212}Pb{\xrightarrow[{10,64\ h}]{\beta ^{-}\ }}{}_{\ 83}^{212}Bi{\begin{Bmatrix}{{\xrightarrow[{60,55\ min}]{64,07\%\beta ^{-}\ }}{}_{\ 84}^{212}Po{\xrightarrow[{299\ ns}]{\alpha }}}\\{{\xrightarrow[{60,55\ min}]{35,93\%\alpha }}{}_{\ 81}^{208}Tl{\xrightarrow[{3,05\ min}]{\beta ^{-}\ }}}\end{Bmatrix}}{}_{\ 82}^{208}Pb_{(stable)}} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c00e12aad9e60e6462c282e3b86e7fa8636fdce1)
Radium 225
[modifier | modifier le code]Le radium 225 a une demi-vie de 15 jours, il est le précurseur de l'actinium 225, qui se désintègre au cours d'une chaîne en émettant au total quatre particules alpha[1], ce qui en fait un candidat intéressant pour des applications en alpha-immunothérapie. Le radium lui-même est difficile à complexer, le manque de ligand convenable limite ses applications. Pour pallier cette difficulté, des moyens alternatifs de lier le radium sont étudiés[2].
Radium 226
[modifier | modifier le code]Le radium 226 est l'isotope le plus commun du radium, il représente plus de 99 % du radium naturellement présent sur Terre, les autres isotopes n'étant présents qu'à l'état de trace. La teneur moyenne du sol en radium 226 est de l'ordre de 0,7 ng/kg (0,7 ppt). Le radium 226 est présent sur Terre comme produit de désintégration faisant partie de la chaîne de désintégration de l'uranium 238 (souvent appelée série du radium)[3].
D'une demi-vie de 1600 ans[4], il est très fortement radioactif, présentant une activité spécifique de 36,6 GBq g−1. Cette activité est pratiquement celle de l'ancienne unité du curie, conventionnellement égale à 37 GBq.
Il se désintègre par radioactivité alpha, d'une énergie de 4 784 keV (94 %) ou 4 602 keV (6 %), et en émettant un rayonnement γ de 186,211 keV (Intensité 3,555 %)[5]. Son rayonnement γ (direct, ou via ses descendants) contribue faiblement à l’exposition d’origine tellurique à laquelle les individus sont soumis de façon naturelle[6].
![{\displaystyle \mathrm {{}_{\ 88}^{226}Ra{\xrightarrow[{1600\ a}]{\alpha }}{}_{\ 86}^{222}Rn{\xrightarrow[{3,8235\ j}]{\alpha }}{}_{\ 84}^{218}Po{\xrightarrow[{3,05\ min}]{\alpha }}{}_{\ 82}^{214}Pb{\xrightarrow[{26,8\ min}]{\beta ^{-}\ }}{}_{\ 83}^{214}Bi{\xrightarrow[{19,9\ min}]{\beta ^{-}\ }}{}_{\ 84}^{214}Po{\xrightarrow[{16,37\ ms}]{\alpha }}{}_{\ 82}^{210}Pb{\xrightarrow[{22,26\ a}]{\beta ^{-}\ }}{}_{\ 83}^{210}Bi{\xrightarrow[{5,013\ j}]{\beta ^{-}\ }}{}_{\ 84}^{210}Po{\xrightarrow[{138,38\ j}]{\alpha }}{}_{\ 82}^{206}Pb} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1aa06d257a63071f4a032d32df09199a1e3c71b1)
L'énergie de désintégration du radium pur dégage une puissance spécifique de 28 W/kg, qui monte jusqu'à 160 W/kg quand s'y ajoute après quelques jours celle de ses descendants à courte vie qui atteignent rapidement l'équilibre séculaire.
Radium 228
[modifier | modifier le code]Le radium 228 est naturellement présent dans le sol en faibles quantités (de l'ordre de 5 ppq) comme descendant du thorium 232. Il est en équilibre dans cette chaîne avec l'actinium 228, plus facilement détectable par spectrométrie gamma. En raison de sa présence dans cette chaîne de désintégration, il était historiquement appelé mésothorium I lors de sa découverte en 1907 par Otto Hahn.
![{\displaystyle \mathrm {{}_{\ 90}^{232}Th{\xrightarrow[{1,41\times 10^{10}\ ans}]{\alpha }}{}_{\ 88}^{228}Ra{\xrightarrow[{5,75\ ans}]{\beta ^{-}\ }}{}_{\ 89}^{228}Ac{\xrightarrow[{6,13\ h}]{\beta ^{-}\ }}{}_{\ 90}^{228}Th{\xrightarrow[{1,91\ ans}]{\alpha }}{}_{\ 88}^{224}Ra} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/90fefc65ea1ab5f89ea02d992b94ddfe609f345d)
Table des isotopes
[modifier | modifier le code]| Symbole de l'isotope |
Z (p) | N (n) | masse isotopique | Demi-vie | Mode(s) de désintégration[7],[n 1] |
Isotope(s)
fils[n 2] |
Spin
nucléaire |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Énergie d'excitation | |||||||
| 202Ra | 88 | 114 | 202.00989(7) | 2,6(21) ms [0.7(+33-3) ms] |
0+ | ||
| 203Ra | 88 | 115 | 203,00927(9) | 4(3) ms | α | 199Rn | (3/2-) |
| β+ (rare) | 203Fr | ||||||
| 203mRa | 220(90) keV | 41(17) ms | α | 199Rn | (13/2+) | ||
| β+ (rare) | 203Fr | ||||||
| 204Ra | 88 | 116 | 204,006500(17) | 60(11) ms [59(+12-9) ms] |
α (99,7 %) | 200Rn | 0+ |
| β+ (0,3 %) | 204Fr | ||||||
| 205Ra | 88 | 117 | 205,00627(9) | 220(40) ms [210(+60-40) ms] |
α | 201Rn | (3/2-) |
| β+ (rare) | 205Fr | ||||||
| 205mRa | 310(110)# keV | 180(50) ms [170(+60-40) ms] |
α | 201Rn | (13/2+) | ||
| TI (rare) | 205Ra | ||||||
| 206Ra | 88 | 118 | 206,003827(19) | 0,24(2) s | α | 202Rn | 0+ |
| 207Ra | 88 | 119 | 207,00380(6) | 1,3(2) s | α (90 %) | 203Rn | (5/2-,3/2-) |
| β+ (10 %) | 207Fr | ||||||
| 207mRa | 560(50) keV | 57(8) ms | TI (85 %) | 207Ra | (13/2+) | ||
| α (15 %) | 203Rn | ||||||
| β+ (0,55 %) | 207Fr | ||||||
| 208Ra | 88 | 120 | 208,001840(17) | 1,3(2) s | α (95 %) | 204Rn | 0+ |
| β+ (5 %) | 208Fr | ||||||
| 208mRa | 1800(200) keV | 270 ns | (8+) | ||||
| 209Ra | 88 | 121 | 209,00199(5) | 4,6(2) s | α (90 %) | 205Rn | 5/2- |
| β+ (10 %) | 209Fr | ||||||
| 210Ra | 88 | 122 | 210,000495(16) | 3,7(2) s | α (96 %) | 206Rn | 0+ |
| β+ (4 %) | 210Fr | ||||||
| 210mRa | 1800(200) keV | 2,24 µs | (8+) | ||||
| 211Ra | 88 | 123 | 211,000898(28) | 13(2) s | α (97 %) | 207Rn | 5/2(-) |
| β+ (3 %) | 211Fr | ||||||
| 212Ra | 88 | 124 | 211,999794(12) | 13,0(2) s | α (85 %) | 208Rn | 0+ |
| β+ (15 %) | 212Fr | ||||||
| 212m1Ra | 1958,4(5) keV | 10,9(4) µs | (8)+ | ||||
| 212m2Ra | 2613,4(5) keV | 0,85(13) µs | (11)- | ||||
| 213Ra | 88 | 125 | 213,000384(22) | 2,74(6) min | α (80 %) | 209Rn | 1/2- |
| β+ (20 %) | 213Fr | ||||||
| 213mRa | 1769(6) keV | 2,1(1) ms | TI (99 %) | 213Ra | 17/2-# | ||
| α (1 %) | 209Rn | ||||||
| 214Ra | 88 | 126 | 214,000108(10) | 2,46(3) s | α (99,94 %) | 210Rn | 0+ |
| β+ (0,06 %) | 214Fr | ||||||
| 215Ra | 88 | 127 | 215,002720(8) | 1,55(7) ms | α | 211Rn | (9/2+)# |
| 215m1Ra | 1877,8(5) keV | 7,1(2) µs | (25/2+) | ||||
| 215m2Ra | 2246,9(5) keV | 1,39(7) µs | (29/2-) | ||||
| 215m3Ra | 3756,6(6)+X keV | 0,555(10) µs | (43/2-) | ||||
| 216Ra | 88 | 128 | 216,003533(9) | 182(10) ns | α | 212Rn | 0+ |
| CE (1 × 10−8 %) | 216Fr | ||||||
| 217Ra | 88 | 129 | 217,006320(9) | 1,63(17) µs | α | 213Rn | (9/2+) |
| 218Ra | 88 | 130 | 218,007140(12) | 25,2(3) µs | α | 214Rn | 0+ |
| β+β+ (rare) | 218Rn | ||||||
| 219Ra | 88 | 131 | 219,010085(9) | 10(3) ms | α | 215Rn | (7/2)+ |
| 220Ra | 88 | 132 | 220,011028(10) | 17,9(14) ms | α | 216Rn | 0+ |
| 221Ra | 88 | 133 | 221,013917(5) | 28(2) s | α | 217Rn | 5/2+ |
| DC (1,2 × 10−10 %) | 207Pb 14C | ||||||
| 222Ra | 88 | 134 | 222,015375(5) | 38,0(5) s | α | 218Rn | 0+ |
| DC (3 × 10−8 %) | 208Pb 14C | ||||||
| 223Ra | 88 | 135 | 223,0185022(27) | 11,43(5) j | α | 219Rn | 3/2+ |
| DC (6,4 × 10−8 %) | 209Pb 14C | ||||||
| 224Ra | 88 | 136 | 224,0202118(24) | 3,6319(23) j | α | 220Rn | 0+ |
| DC (4,3 × 10−9 %) | 210Pb 14C | ||||||
| 225Ra | 88 | 137 | 225,023612(3) | 14,9(2) j | β− | 225Ac | 1/2+ |
| 226Ra | 88 | 138 | 226,0254098(25) | 1600(7) ans | α | 222Rn | 0+ |
| β−β− (rare) | 226Th | ||||||
| DC(2,6 × 10−9 %) | 212Pb 14C | ||||||
| 227Ra | 88 | 139 | 227,0291778(25) | 42,2(5) min | β− | 227Ac | 3/2+ |
| 228Ra | 88 | 140 | 228,0310703(26) | 5,75(3) ans | β− | 228Ac | 0+ |
| 229Ra | 88 | 141 | 229,034958(20) | 4,0(2) min | β− | 229Ac | 5/2(+) |
| 230Ra | 88 | 142 | 230,037056(13) | 93(2) min | β− | 230Ac | 0+ |
| 231Ra | 88 | 143 | 231,04122(32)# | 103(3) s | β− | 231Ac | (5/2+) |
| 231mRa | 66,21(9) keV | ~53 µs | (1/2+) | ||||
| 232Ra | 88 | 144 | 232,04364(30)# | 250(50) s | β− | 232Ac | 0+ |
| 233Ra | 88 | 145 | 233,04806(50)# | 30(5) s | β− | 233Ac | 1/2+# |
| 234Ra | 88 | 146 | 234,05070(53)# | 30(10) s | β− | 234Ac | 0+ |
- Abréviations :
DC : désintégration par émission de cluster ;
CE : capture électronique ;
TI : transition isomérique. - Isotopes stables en gras.
Remarques
[modifier | modifier le code]- 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 incertitudes élargies.
Notes et références
[modifier | modifier le code]- « Isotope data for Radium225 in the Periodic Table », Chaîne de désintégration du radium 225, sur www.periodictable.com (consulté le )
- Edyta Leszczuk, A Piotrowska, P Koźmiński et Aleksander Bilewicz, « Substance P - nanozeolite labeled with 224Ra and 225Ra - new potential radiobioconjugate for internal alpha therapy », Theranostics Imaging and Therapy: An Action to Develop Novel Nanosized Systems for Imaging-Guided Drug Delivery, , p. 38 (lire en ligne, consulté le )
- « Isotope data for Radium226 in the Periodic Table », sur www.periodictable.com (consulté le )
- Entre 1585 et 1610 selon les sources.
- Données issues du site laraweb.free.fr
- RADIUM 226 226Ra et ses descendants à l’équilibre, fiche IRSN, 01/08/2001
- (en) Universal Nuclide Chart
- Masse des isotopes depuis :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nuclear Physics A, vol. 729, , p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du ])
- 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 and P. D. P. Taylor, « Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 75, no 6, , 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, no 11, , 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 and O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nuclear Physics A, vol. 729, , p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du ])
- (en) National Nuclear Data Center, « NuDat 2.1 database », Brookhaven National Laboratory (consulté en )
- (en) N. E. Holden et D. R. Lide (dir.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, , 85e 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 radium » (voir la liste des auteurs).
| 1 | H | He | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||
| 3 | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||
| 4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||
| 5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||||||||||||||
| 6 | Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
| 7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
