Isotopes du radium

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Le radium (Ra) ne possède aucun isotope stable, et donc aucune masse atomique standard ne peut lui être attribuée. L'isotope à la durée de vie la plus longue, et le plus commun, est le radium 226 (226Ra) qui a une demi-vie de 1600 ans.

Isotopes notables[modifier | modifier le code]

Radium 223[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Radium 223.

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.

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, 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 (activité d'une tonne d'uranium).

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 %)[4]. 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[5].

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.

Table des isotopes[modifier | modifier le code]

Symbole
de l'isotope
Z (p) N (n) masse isotopique Demi-vie Mode(s) de
désintégration[6],[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+
  1. Abréviations :
    DC : désintégration par émission de cluster ;
    CE : capture électronique ;
    TI : transition isomérique.
  2. 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 donnée 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]

  1. « Isotope data for Radium225 in the Periodic Table », Chaîne de désintégration du radium 225, sur www.periodictable.com (consulté le 14 mars 2016)
  2. 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)
  3. « Isotope data for Radium226 in the Periodic Table », sur www.periodictable.com (consulté le 14 mars 2016)
  4. Données issues du site laraweb.free.fr
  5. RADIUM 226 226Ra et ses descendants à l’équilibre, fiche IRSN, 01/08/2001
  6. (en)Universal Nuclide Chart