Isotopes du radon

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

Radon 218

Le radon 218 fait partie d'une voie très minoritaire de la chaîne de désintégration 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

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 de l'uranium 235. Sa demi-vie d'à peine 4 s explique qu'il ait été nommé d'après son dernier ancêtre à longue demi-vie, plus facile à isoler.

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

Radon 220

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

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

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

Le radon 222 fait partie de la chaîne de désintégration 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.

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

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

Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	masse isotopique	Demi-vie	Mode(s) de désintégration	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

Remarques

• 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

• 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,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du 23 septembre 2008])
• 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, n^o 6,‎ 2003, 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, n^o 11,‎ 2006, 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,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du 23 septembre 2008])
  • (en) National Nuclear Data Center, « NuDat 2.1 database », Brookhaven National Laboratory (consulté en septembre 2005)
  • (en) N. E. Holden et D. R. Lide (dir.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, 2004, 85^e 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 radon » (voir la liste des auteurs).

1

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Mc

Lv

Ts

Og

Tableau périodique des isotopes