Isotopes de l'actinium

L'actinium (Ac) comme tous les éléments de numéro atomique supérieur à celui du plomb, ne possède aucun isotope stable et aucune masse atomique standard ne peut donc lui être attribuée. Il possède 31 isotopes connus, de ²⁰⁶Ac à ²³⁶Ac, et six isomères. Deux isotopes sont présents dans la nature, ²²⁷Ac et ²²⁸Ac, tous deux produits de désintégration intermédiaires de, respectivement, ²³⁵U et ²³²Th. ²²⁸Ac est extrêmement rare et presque tout l'actinium naturel est présent sous la forme d'²²⁷Ac.

Les isotopes les plus stables sont ²²⁷Ac avec une demi-vie de 21,772 ans, ²²⁵Ac avec une demi-vie de 10,0 jours et ²²⁶Ac avec une demi-vie de 29,37 heures. Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à 10 heures et la plupart inférieure à une minute. L'isotope à la durée de vie la plus courte est ²¹⁷Ac avec une demi-vie de 69 nanosecondes.

L'actinium 227 purifié est à l'équilibre avec ses produits de désintégration (²²⁷Th et ²²³Fr) après 185 jours^[1].

Isotopes notables

Actinium 225

L'actinium 225 est un émetteur alpha considéré pour des applications en alpha-immunothérapie. Pour cet usage, sa demi-vie de 10 jours est un peu longue, et il présente l'inconvénient d'être difficile à associer à un anticorps, mais il a l'avantage de libérer quatre particules alpha au cours de sa chaîne de désintégration.

$\mathrm {{}_{\ 89}^{225}Ac{\xrightarrow[{9,95\ j}]{\alpha }}{}_{\ 87}^{221}Fr{\xrightarrow[{4,83\ min}]{\alpha }}{}_{\ 85}^{217}At{\xrightarrow[{32,3\ ms}]{\alpha }}{}_{\ 83}^{213}Bi{\xrightarrow[{45,58\ min}]{\beta ^{-}\ }}{}_{\ 84}^{213}Po{\xrightarrow[{4,2\ {\mu }s}]{\alpha }}{}_{\ 82}^{209}Pb{\xrightarrow[{3,25\ h}]{\beta ^{-}\ }}{}_{\ 83}^{209}Bi_{(quasistable)}}$

Actinium 227

L'actinium 227 est historiquement associé à l'uranium, il fait partie de la chaîne de désintégration de l'uranium 235.

$\mathrm {{}_{\ 92}^{235}U{\xrightarrow[{7,038\times 10^{8}\ a}]{\alpha }}{}_{\ 90}^{231}Th{\xrightarrow[{25,52\ h}]{\beta ^{-}\ }}{}_{\ 91}^{231}Pa{\xrightarrow[{3,276\times 10^{4}\ a}]{\alpha }}{}_{\ 89}^{227}Ac}$

C'est l'isotope à plus longue demi-vie (21,77 ans) et il représente la quasi-totalité de l'actinium présent naturellement sur Terre.

Actinium 228

L'actinium 228, d'une demi-vie de 6,13 h, est historiquement associé au thorium, il fait partie de la chaîne de désintégration de l'isotope majoritaire ²³²Th. De là son ancienne appellation, « mésothorium 2 ».

$\mathrm {{}_{\ 90}^{232}Th{\xrightarrow[{1,41\times 10^{10}\ ans}]{\alpha }}{}_{\ 88}^{228}Ra{\xrightarrow[{5,75\ ans}]{\beta ^{-}\ }}{}_{\ 89}^{228}Ac}$

Il joue un rôle dans la mesure du radium 228 : si on attend quatre jours que s'établisse l'équilibre ²²⁸Ra/²²⁸Ac, on peut doser le radium en établissant le spectre gamma de l'actinium, qui est plus facilement détectable par cette méthode que son isotope parent (le spectre gamma du radium 228 ne présente que des raies d'intensité inférieure à 2 % et de faible énergie, moins de 30 keV, alors que le spectre gamma de l'actinium présente trois raies facilement détectables à plus de 10 % d'intensité et d'énergie supérieure à 300 keV)^[2].

Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	masse isotopique	Demi-vie	Mode(s) de désintégration^[3]^,^{[n 1]}	Isotope(s)-fils^{[n 2]}	Spin nucléaire
Symbole de l'isotope	Énergie d'excitation			Demi-vie	Mode(s) de désintégration^[3]^,^{[n 1]}	Isotope(s)-fils^{[n 2]}	Spin nucléaire
²⁰⁶Ac	89	117	206,01450(8)	25(7) ms			(3+)
^206m1Ac	80(50) keV			15(6) ms
^206m2Ac	290(110)# keV			41(16) ms			(10-)
²⁰⁷Ac	89	118	207,01195(6)	31(8) ms [27(+11-6) ms]	α	²⁰³Fr	9/2-#
²⁰⁸Ac	89	119	208,01155(6)	97(16) ms [95(+24-16) ms]	α (99 %)	²⁰⁴Fr	(3+)
²⁰⁸Ac	89	119	208,01155(6)	97(16) ms [95(+24-16) ms]	β⁺ (1 %)	²⁰⁸Ra	(3+)
^208mAc	506(26) keV			28(7) ms [25(+9-5) ms]	α (89 %)	²⁰⁴Fr	(10-)
					TI (10 %)	²⁰⁸Ac
					β⁺ (1 %)	²⁰⁸Ra
²⁰⁹Ac	89	120	209,00949(5)	92(11) ms	α (99 %)	²⁰⁵Fr	(9/2-)
²⁰⁹Ac	89	120	209,00949(5)	92(11) ms	β⁺ (1 %)	²⁰⁹Ra	(9/2-)
²¹⁰Ac	89	121	210,00944(6)	350(40) ms	α (96 %)	²⁰⁶Fr	7+#
²¹⁰Ac	89	121	210,00944(6)	350(40) ms	β⁺ (4 %)	²¹⁰Ra	7+#
²¹¹Ac	89	122	211,00773(8)	213(25) ms	α (99,8 %)	²⁰⁷Fr	9/2-#
²¹¹Ac	89	122	211,00773(8)	213(25) ms	β⁺ (0,2 %)	²¹¹Ra	9/2-#
²¹²Ac	89	123	212,00781(7)	920(50) ms	α (97 %)	²⁰⁸Fr	6+#
²¹²Ac	89	123	212,00781(7)	920(50) ms	β⁺ (3 %)	²¹²Ra	6+#
²¹³Ac	89	124	213,00661(6)	731(17) ms	α	²⁰⁹Fr	(9/2-)#
²¹³Ac	89	124	213,00661(6)	731(17) ms	β⁺ (rare)	²¹³Ra	(9/2-)#
²¹⁴Ac	89	125	214,006902(24)	8,2(2) s	α (89 %)	²¹⁰Fr	(5+)#
²¹⁴Ac	89	125	214,006902(24)	8,2(2) s	β⁺ (11 %)	²¹⁴Ra	(5+)#
²¹⁵Ac	89	126	215,006454(23)	0,17(1) s	α (99,91 %)	²¹¹Fr	9/2-
²¹⁵Ac	89	126	215,006454(23)	0,17(1) s	β⁺ (0,09 %)	²¹⁵Ra	9/2-
²¹⁶Ac	89	127	216,008720(29)	0,440(16) ms	α	²¹²Fr	(1-)
²¹⁶Ac	89	127	216,008720(29)	0,440(16) ms	β⁺ (7 × 10⁻⁵ %)	²¹⁶Ra	(1-)
^216mAc	44(7) keV			443(7) µs			(9-)
²¹⁷Ac	89	128	217,009347(14)	69(4) ns	α (98 %)	²¹³Fr	9/2-
²¹⁷Ac	89	128	217,009347(14)	69(4) ns	β⁺ (2 %)	²¹⁷Ra	9/2-
^217mAc	2012(20) keV			740(40) ns			(29/2)+
²¹⁸Ac	89	129	218,01164(5)	1,08(9) µs	α	²¹⁴Fr	(1-)#
^218mAc	584(50)# keV			103(11) ns			(11+)
²¹⁹Ac	89	130	219,01242(5)	11,8(15) µs	α	²¹⁵Fr	9/2-
²¹⁹Ac	89	130	219,01242(5)	11,8(15) µs	β⁺ (10⁻⁶ %)	²¹⁹Ra	9/2-
²²⁰Ac	89	131	220,014763(16)	26,36(19) ms	α	²¹⁶Fr	(3-)
²²⁰Ac	89	131	220,014763(16)	26,36(19) ms	β⁺ (5 × 10⁻⁴ %)	²²⁰Ra	(3-)
²²¹Ac	89	132	221,01559(5)	52(2) ms	α	²¹⁷Fr	9/2-#
²²²Ac	89	133	222,017844(6)	5,0(5) s	α (99 %)	²¹⁸Fr	1-
²²²Ac	89	133	222,017844(6)	5,0(5) s	β⁺ (1 %)	²²²Ra	1-
^222mAc	200(150)# keV			1,05(7) min	α (88,6 %)	²¹⁸Fr	high

Isotopes notables

Actinium 225

Actinium 227

Actinium 228

Table des isotopes

Remarques

Notes et références