Isotopes du cuivre

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Le cuivre (Cu) 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 and 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.

Le plus stable des radioisotopes du cuivre est 67Cu avec une demi-vie de 61,83 heure. 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+), en isotopes du nickel également, et ceux avec un nombre de masse supérieur par 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, and 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[modifier | modifier le code]

Cuivre 64[modifier | modifier le code]

Article détaillé : 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 heure et se désintègre à 17,86 (± 0,14)% émission de positron+) 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 radiation gamma/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[modifier | modifier le code]

Symbole
de l’isotope
Z (p) N (n) Masse isotopique (u) Demi-vie Mode(s) de
désintégration[3],[4]
Isotope(s)-fils[n 1] Spin nucléaire Composition isotopique
représentative
(fraction molaire)
Gamme de variation naturelle
Énergie d'excitation
52Cu 29 23 51,99718(28)# 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- 0,6915(15) 0,68983-0,69338
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- 0,3085(15) 0,30662-0,31017
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. Isotopes stables en gras, gras et italique ceux stables à notre échelle de temps.

Remarques[modifier | modifier le code]

  • 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[5].
  • 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.
  • Abonances isotopiques données par la Commission des Abondances isotopiques et des Poids atomiques de l'IUPAC.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b 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,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne)
  2. Monographie BIPM-5, Table of radionuclides, published in three volumes with accompanying comments: Table of contents Bé M.-M., Chisté V., Dulieu C., Browne E., Chechev V., Kuzmenko N., Helmer R., Nichols A., Schönfeld E., Dersch R., Vol. 1 (2004, 285 pp), Vol. 2 (2004, 282 pp) and Comments on the 2004 evaluation (Vols. 1-2) (2004, 474 pp); Bé M.-M., Chisté V., Dulieu C., Browne E., Baglin C., Chechev V., Kuzmenko N., Helmer R., Kondev F., MacMahon D., Lee K.B., Vol. 3 (2006, 210 pp) and Comments on the 2006 evaluation (Vol. 3) (2006, 186 pp).
  3. (en)Universal Nuclide Chart
  4. Abréviations :
    CE : capture électronique.
    TI : transition isomérique.
  5. (en) « 2.5.7. Standard and expanded uncertainties », Engineering Statistics Handbook (consulté le 16 septembre 2010)


Voir aussi[modifier | modifier le code]