Isotopes du radon

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Le radon (Rn, numéro atomique 86) possède 35 isotopes connus, tous radioactifs. Le plus stable d'entre eux est le radon 222 avec une demi-vie de 3,823 jours, il représente la quasi-totalité du radon naturel. Plusieurs isotopes sont présents à l'état de trace dans la nature car faisant partie des principales chaînes de désintégration.

Isotopes notables[modifier | modifier le code]

Radon 218[modifier | modifier le code]

Le radon 218 fait partie d'une voie très minoritaire de la chaîne de désintégration[1] de l'uranium 238 (désintégration β- de l'astate 218 à 0,1 % de probabilité, lui-même issu de la désintégration β- du polonium 218 à 0,02 %). Il a une demi-vie de 35 ms, il n'existe donc qu'à l'état de traces infimes dans la nature.

Radon 219[modifier | modifier le code]

Le radon 219 était historiquement appelé actinon (noté An), ou parfois émanation d'actinium, en raison de sa présence comme descendant de l'actinium dans la chaîne de désintégration[2] de l'uranium 235. Sa demi-vie d'à peine 4 s explique qu'il aie été nommé d'après son dernier ancêtre à longue demi-vie, plus facile à isoler.

\mathrm{{}^{235}_{\ 92}U\xrightarrow[7,038 \times 10^8 \ a]{\alpha }{}^{231}_{\ 90}Th\xrightarrow[25,52 \ h]{\beta^-\ }{}^{231}_{\ 91}Pa\xrightarrow[3,276 \times 10^4 \ a]{\alpha }{}^{227}_{\ 89}Ac\xrightarrow[21,773 \ a]{ \beta^-\ }{}^{227}_{\ 90}Th\xrightarrow[18,718 \ j]{\alpha}{}^{223}_{\ 88}Ra\xrightarrow[11,434 \ j]{\alpha }{}^{219}_{\ 86}Rn}

Radon 220[modifier | modifier le code]

Historiquement appelé thoron ou émanation de thorium (et parfois noté en conséquence Tn) en raison de sa présence dans la chaîne de désintégration[3] du 232Th, le radon 220 a une demi-vie de 55 s.

\mathrm{{}^{232}_{\ 90}Th\xrightarrow[1,41 \times 10^{10}\ ans]{\alpha}{}^{228}_{\ 88}Ra\xrightarrow[5,75 \ ans]{\beta^-\ }{}^{228}_{\ 89}Ac\xrightarrow[6,13 \ h]{\beta^-\ }{}^{228}_{\ 90}Th\xrightarrow[1,91 \ ans]{\alpha}{}^{224}_{\ 88}Ra\xrightarrow[3,62 \ jours]{\alpha}{}^{220}_{\ 86}Rn}

Son descendant de plus longue période, le plomb 212, a une demi-vie de 10,6 h, toute contamination par le radon 220 est donc éliminée par décroissance en une semaine.

Radon 222[modifier | modifier le code]

Le radon 222 fait partie de la chaîne de désintégration[4] de l'uranium 238. Entre la relative abondance de l'uranium 238 et la demi-vie du radon 222 (3,8 jours), considérablement plus longue que les demi-vies des autres isotopes naturels, il représente la quasi-totalité du radon naturel.

\mathrm{{}^{238}_{\ 92}U\xrightarrow[4,468 \times 10^9 \ a]{\alpha }{}^{234}_{\ 90}Th\xrightarrow[24,1 \ j]{\beta^-\ } {}^{234m}_{\ 91}Pa\xrightarrow[1,17 \ min]{ \beta^-\ }{}^{234}_{\ 92}U\xrightarrow[2,445 \times 10^5 \ a]{\alpha }{}^{230}_{\ 90}Th\xrightarrow[7,7 \times 10^4 \ a]{\alpha }{}^{226}_{\ 88}Ra\xrightarrow[1600 \ a]{\alpha }{}^{222}_{\ 86}Rn}

Il a plusieurs désignations historiques : émanation de radium (il en est l'isotope-fils), émanon, émanation, ou niton (de symbole Nt). Ce dernier nom lui vient de William Ramsay et Robert Whytlaw-Gray, il est issu du latin nitens qui signifie "brillant", en raison de sa radioluminescence. Le nom a été proposé en 1910 lorsqu'ils ont isolé cet élément, mais l'IUPAC lui préfère la dénomination radon en 1923. Le nom de cet isotope reste celui de l'élément.

Table des isotopes[modifier | modifier le code]

Symbole
de l'isotope
Z (p) N (n) masse isotopique Demi-vie Mode(s) de
désintégration[5],[n 1]
Isotope(s)

fils

Spin nucléaire
Énergie d'excitation
195Rn 86 109 195,00544(5) 6 ms 3/2-#
195mRn 50(50) keV 6 ms 13/2+#
196Rn 86 110 196,002115(16) 4,7(11) ms
[4,4(+13-9) ms]
α 192Po 0+
β+ (rare) 196At
197Rn 86 111 197,00158(7) 66(16) ms
[65(+25-14) ms]
α 193Po 3/2-#
β+ (rare) 197At
197mRn 200(60)# keV 21(5) ms
[19(+8-4) ms]
α 193Po (13/2+)
β+ (rare) 197At
198Rn 86 112 197,998679(14) 65(3) ms α (99 %) 194Po 0+
β+ (1 %) 198At
199Rn 86 113 198,99837(7) 620(30) ms α (94 %) 195Po 3/2-#
β+ (6 %) 199At
199mRn 180(70) keV 320(20) ms α (97 %) 195Po 13/2+#
β+ (3 %) 199At
200Rn 86 114 199,995699(14) 0,96(3) s α (98 %) 196Po 0+
β+ (2 %) 200At
201Rn 86 115 200,99563(8) 7,0(4) s α (80 %) 197Po (3/2-)
β+ (20 %) 201At
201mRn 280(90)# keV 3,8(1) s α (90 %) 197Po (13/2+)
β+ (10 %) 201At
TI (< 1 %) 201Rn
202Rn 86 116 201,993263(19) 9,94(18) s α (85 %) 198Po 0+
β+ (15 %) 202At
203Rn 86 117 202,993387(25) 44,2(16) s α (66 %) 199Po (3/2-)
β+ (34 %) 203At
203mRn 363(4) keV 26,7(5) s α (80 %) 199Po 13/2(+)
β+ (20 %) 203At
204Rn 86 118 203,991429(16) 1,17(18) min α (73 %) 200Po 0+
β+ (27 %) 204At
205Rn 86 119 204,99172(5) 170(4) s β+ (77 %) 205At 5/2-
α (23 %) 201Po
206Rn 86 120 205,990214(16) 5,67(17) min α (62 %) 202Po 0+
β+ (38 %) 206At
207Rn 86 121 206,990734(28) 9,25(17) min β+ (79 %) 207At 5/2-
α (21 %) 203Po
207mRn 899,0(10) keV 181(18) µs (13/2+)
208Rn 86 122 207,989642(12) 24,35(14) min α (62 %) 204Po 0+
β+ (38 %) 208At
209Rn 86 123 208,990415(21) 28,5(10) min β+ (83 %) 209At 5/2-
α (17 %) 205Po
209m1Rn 1173,98(13) keV 13,4(13) µs 13/2+
209m2Rn 3636,78(23) keV 3,0(3) µs (35/2+)
210Rn 86 124 209,989696(9) 2,4(1) h α (96 %) 206Po 0+
β+ (4 %) 210At
210m1Rn 1690(15) keV 644(40) ns 8+#
210m2Rn 3837(15) keV 1,06(5) µs (17)-
210m3Rn 6493(15) keV 1,04(7) µs (22)+
211Rn 86 125 210,990601(7) 14,6(2) h α (72,6 %) 207Po 1/2-
β+ (27,4 %) 211At
212Rn 86 126 211,990704(3) 23,9(12) min α 208Po 0+
β+β+ (rare) 212Po
213Rn 86 127 212,993883(6) 19,5(1) ms α 209Po (9/2+)
214Rn 86 128 213,995363(10) 0,27(2) µs α 210Po 0+
β+β+ (rare) 214Po
214mRn 4595,4 keV 245(30) ns (22+)
215Rn 86 129 214,998745(8) 2,30(10) µs α 211Po 9/2+
216Rn 86 130 216,000274(8) 45(5) µs α 212Po 0+
217Rn 86 131 217,003928(5) 0,54(5) ms α 213Po 9/2+
218Rn 86 132 218,0056013(25) 35(5) ms α 214Po 0+
219Rn 86 133 219,0094802(27) 3,96(1) s α 215Po 5/2+
220Rn 86 134 220,0113940(24) 55,6(1) s α 216Po 0+
β-, β- (rare) 220Ra
221Rn 86 135 221,015537(6) 25,7(5) min β- (78 %) 221Fr 7/2(+)
α (22 %) 217Po
222Rn 86 136 222,0175777(25) 3,8235(3) j α 218Po 0+
223Rn 86 137 223,02179(32)# 24,3(4) min β- 223Fr 7/2
224Rn 86 138 224,02409(32)# 107(3) min β- 224Fr 0+
225Rn 86 139 225,02844(32)# 4,66(4) min β- 225Fr 7/2-
226Rn 86 140 226,03089(43)# 7,4(1) min β- 226Fr 0+
227Rn 86 141 227,03541(45)# 20,8(7) s β- 227Fr 5/2(+#)
228Rn 86 142 228,03799(44)# 65(2) s β- 228Fr 0+
229Rn 86 143 229,0426536(141) 12 s
  1. Abréviation :
    TI : transition isomérique.

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 des incertitudes élargies.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. « Isotope data for Radon218 in the Periodic Table », sur www.periodictable.com (consulté le 14 mars 2016)
  2. « Isotope data for Radon219 in the Periodic Table », sur www.periodictable.com (consulté le 15 mars 2016)
  3. « Isotope data for Radon220 in the Periodic Table », sur www.periodictable.com (consulté le 15 mars 2016)
  4. « Isotope data for Radon222 in the Periodic Table », sur www.periodictable.com (consulté le 15 mars 2016)
  5. (en)Universal Nuclide Chart