Isotopes du francium
# Isotopes du francium

Le francium (Fr, numéro atomique 87) ne possède aucun isotope stable, et donc aucune masse atomique standard ne peut lui être attribué. Son radioisotope avec la plus grande durée de vie est le francium 223 $(^{223}Fr)$ qui possède une demi-vie de 22 minutes ; c'est aussi le seul isotope naturellement présent, à l'état de traces, comme produit de désintégration intermédiaire de l'uranium 235 $(^{235}U).$

De tous les éléments dont les isotopes les plus stables ont été identifiés avec certitude, le francium est le plus instable. Seuls les éléments de numéro atomique supérieur ou égal à 106 (seaborgium) ont leur isotope le plus stable connu de durée de vie inférieure à celui du francium ; cependant, seul un petit nombre d'isotopes de ces éléments ont été découverts, il y a donc une possibilité qu'il existe des isotopes encore inconnus avec une demi-vie plus longue.

## Isotopes notables

### Francium 223

Le francium 223 était historiquement appelé « Actinium K » car il est le produit de désintégration alpha de l'actinium 227 (cette voie est minoritaire par rapport à la désintégration bêta) dans la chaîne de désintégration de l'uranium 235.

Place du francium dans la chaîne de désintégration de $^{235}U$ :

$\mathrm {_{\ 92}^{235}U{\xrightarrow[{7,038\times 10^{8}\ a}]{\alpha }}_{\ 90}^{231}Th{\xrightarrow[{25,52\ h}]{\beta ^{-}\ }}_{\ 91}^{231}Pa{\xrightarrow[{3,276\times 10^{4}\ a}]{\alpha }}_{\ 89}^{227}Ac{\begin{Bmatrix}{{\xrightarrow[{21,773\ a}]{98,62\%\beta ^{-}\ }}_{\ 90}^{227}Th{\xrightarrow[{18,718\ j}]{\alpha }}}\\{{\xrightarrow[{21,773\ a}]{1,38\%\alpha }}_{\ 87}^{223}Fr{\xrightarrow[{21,8\ min}]{\beta ^{-}\ }}}\end{Bmatrix}}_{\ 88}^{223}Ra}$

## Table des isotopes

| Symbole de l'isotope | Z (p) | N (n) | masse isotopique | Demi-vie | Mode(s) de $désintégration^,$ | Isotope(s)-fils | Spin nucléaire |
| - | - | - | - | - | - | - | - |
| Spin nucléaire |||
| $^{199}Fr$ | 87 | 112 | 199,00726(4) | 16(7) ms | | | 1/2+# |
| $^{200}Fr$ | 87 | 113 | 200,00657(8) | 24(10) ms | α | $^{196}At$ | 3+# |
| $^{200m}Fr$ | 60(110) keV | 60(110) keV | 60(110) keV | 650(210) ms | α | $^{196}At$ | 10-# |
| $^{200m}Fr$ | 60(110) keV | 60(110) keV | 60(110) keV | 650(210) ms | TI (rare) | $^{200}Fr$ | 10-# |
| $^{201}Fr$ | 87 | 114 | 201,00386(8) | 67(3) ms | α (99 %) | $^{197}At$ | (9/2-) |
| $^{201}Fr$ | 87 | 114 | 201,00386(8) | 67(3) ms | $β^+$ (1 %) | $^{201}Rn$ | (9/2-) |
| $^{202}Fr$ | 87 | 115 | 202,00337(5) | 290(30) ms | α (97 %) | $^{198}At$ | (3+) |
| $^{202}Fr$ | 87 | 115 | 202,00337(5) | 290(30) ms | $β^+$ (3 %) | $^{202}Rn$ | (3+) |
| $^{202m}Fr$ | 330(90)# keV | 330(90)# keV | 330(90)# keV | 340(40) ms | α (97 %) | $^{198}At$ | (10-) |
| $^{202m}Fr$ | 330(90)# keV | 330(90)# keV | 330(90)# keV | 340(40) ms | $β^+$ (3 %) | $^{202}Rn$ | (10-) |
| $^{203}Fr$ | 87 | 116 | 203,000925(17) | 0,55(2) s | α (95 %) | $^{199}At$ | (9/2-)# |
| $^{203}Fr$ | 87 | 116 | 203,000925(17) | 0,55(2) s | $β^+$ (5 %) | $^{203}Rn$ | (9/2-)# |
| $^{204}Fr$ | 87 | 117 | 204,000653(26) | 1,7(3) s | α (96 %) | $^{200}At$ | (3+) |
| $^{204}Fr$ | 87 | 117 | 204,000653(26) | 1,7(3) s | $β^+$ (4 %) | $^{204}Rn$ | (3+) |
| $^{204m1}Fr$ | 50(4) keV | 50(4) keV | 50(4) keV | 2,6(3) s | α (90 %) | $^{200}At$ | (7+) |
| $^{204m1}Fr$ | 50(4) keV | 50(4) keV | 50(4) keV | 2,6(3) s | $β^+$ (10 %) | $^{204}Rn$ | (7+) |
| $^{204m2}Fr$ | 326(4) keV | 326(4) keV | 326(4) keV | 1,7(6) s | | | (10-) |
| $^{205}Fr$ | 87 | 118 | 204,998594(8) | 3,80(3) s | α (99 %) | $^{201}At$ | (9/2-) |
| $^{205}Fr$ | 87 | 118 | 204,998594(8) | 3,80(3) s | $β^+$ (1 %) | $^{205}Rn$ | (9/2-) |
| $^{206}Fr$ | 87 | 119 | 205,99867(3) | ~16 s | $β^+$ (58 %) | $^{206}Rn$ | (2+,3+) |
| $^{206}Fr$ | 87 | 119 | 205,99867(3) | ~16 s | α (42 %) | $^{202}At$ | (2+,3+) |
| $^{206m1}Fr$ | 190(40) keV | 190(40) keV | 190(40) keV | 15,9(1) s | | | (7+) |
| $^{206m2}Fr$ | 730(40) keV | 730(40) keV | 730(40) keV | 700(100) ms | | | (10-) |
| $^{207}Fr$ | 87 | 120 | 206,99695(5) | 14,8(1) s | α (95 %) | $^{203}At$ | 9/2- |
| $^{207}Fr$ | 87 | 120 | 206,99695(5) | 14,8(1) s | $β^+$ (5 %) | $^{207}Rn$ | 9/2- |
| $^{208}Fr$ | 87 | 121 | 207,99714(5) | 59,1(3) s | α (90 %) | $^{204}At$ | 7+ |
| $^{208}Fr$ | 87 | 121 | 207,99714(5) | 59,1(3) s | $β^+$ (10 %) | $^{208}Rn$ | 7+ |
| $^{209}Fr$ | 87 | 122 | 208,995954(16) | 50,0(3) s | α (89 %) | $^{205}At$ | 9/2- |
| $^{209}Fr$ | 87 | 122 | 208,995954(16) | 50,0(3) s | $β^+$ (11 %) | $^{209}Rn$ | 9/2- |
| $^{210}Fr$ | 87 | 123 | 209,996408(24) | 3,18(6) min | α (60 %) | $^{206}At$ | 6+ |
| $^{210}Fr$ | 87 | 123 | 209,996408(24) | 3,18(6) min | $β^+$ (40 %) | $^{210}Rn$ | 6+ |
| $^{211}Fr$ | 87 | 124 | 210,995537(23) | 3,10(2) min | α (80 %) | $^{207}At$ | 9/2- |
| $^{211}Fr$ | 87 | 124 | 210,995537(23) | 3,10(2) min | $β^+$ (20 %) | $^{211}Rn$ | 9/2- |
| $^{212}Fr$ | 87 | 125 | 211,996202(28) | 20,0(6) min | $β^+$ (57 %) | $^{212}Rn$ | 5+ |
| $^{212}Fr$ | 87 | 125 | 211,996202(28) | 20,0(6) min | α (43 %) | $^{208}At$ | 5+ |
| $^{213}Fr$ | 87 | 126 | 212,996189(8) | 34,6(3) s | α (99,45 %) | $^{209}At$ | 9/2- |
| $^{213}Fr$ | 87 | 126 | 212,996189(8) | 34,6(3) s | $β^+$ (0,55 %) | $^{213}Rn$ | 9/2- |
| $^{214}Fr$ | 87 | 127 | 213,998971(9) | 5,0(2) ms | α | $^{210}At$ | (1-) |
| $^{214m1}Fr$ | 123(6) keV | 123(6) keV | 123(6) keV | 3,35(5) ms | α | $^{210}At$ | (8-) |
| $^{214m2}Fr$ | 638(6) keV | 638(6) keV | 638(6) keV | 103(4) ns | | | (11+) |
| $^{214m3}Fr$ | 6477+Y keV | 6477+Y keV | 6477+Y keV | 108(7) ns | | | (33+) |
| $^{215}Fr$ | 87 | 128 | 215,000341(8) | 86(5) ns | α | $^{211}At$ | 9/2- |
| $^{216}Fr$ | 87 | 129 | 216,003198(15) | 0,70(2) µs | α | $^{212}At$ | (1-) |
| $^{216}Fr$ | 87 | 129 | 216,003198(15) | 0,70(2) µs | $β^+$ (2 × $10^{−7}$ %) | $^{216}Rn$ | (1-) |
| $^{217}Fr$ | 87 | 130 | 217,004632(7) | 16,8(19) µs | α | $^{213}At$ | 9/2- |
| $^{218}Fr$ | 87 | 131 | 218,007578(5) | 1,0(6) ms | α | $^{214}At$ | 1- |
| $^{218m1}Fr$ | 86(4) keV | 86(4) keV | 86(4) keV | 22,0(5) ms | α | $^{214}At$ | |
| $^{218m1}Fr$ | 86(4) keV | 86(4) keV | 86(4) keV | 22,0(5) ms | TI (rare) | $^{218}Fr$ | |
| $^{218m2}Fr$ | 200(150)# keV | 200(150)# keV | 200(150)# keV | | | | high |
| $^{219}Fr$ | 87 | 132 | 219,009252(8) | 20(2) ms | α | $^{215}At$ | 9/2- |
| $^{220}Fr$ | 87 | 133 | 220,012327(4) | 27,4(3) s | α (99,65 %) | $^{216}At$ | 1+ |
| $^{220}Fr$ | 87 | 133 | 220,012327(4) | 27,4(3) s | $β^−$ (0,35 %) | $^{220}Ra$ | 1+ |
| $^{221}Fr$ | 87 | 134 | 221,014255(5) | 4,9(2) min | α (99,9 %) | $^{217}At$ | 5/2- |
| $^{221}Fr$ | 87 | 134 | 221,014255(5) | 4,9(2) min | $β^−$ (0,1 %) | $^{221}Ra$ | 5/2- |
| $^{221}Fr$ | 87 | 134 | 221,014255(5) | 4,9(2) min | DC $(8,79×^{−11}$ %) | $^{207}Tl$ $^{14}C$ | 5/2- |
| $^{222}Fr$ | 87 | 135 | 222,017552(23) | 14,2(3) min | $β^−$ | $^{222}Ra$ | 2- |
| $^{223}Fr$ | 87 | 136 | 223,0197359(26) | 22,00(7) min | $β^−$ (99,99 %) | $^{223}Ra$ | 3/2(-) |
| $^{223}Fr$ | 87 | 136 | 223,0197359(26) | 22,00(7) min | α (0,006 %) | $^{219}At$ | 3/2(-) |
| $^{224}Fr$ | 87 | 137 | 224,02325(5) | 3,33(10) min | $β^−$ | $^{224}Ra$ | 1- |
| $^{225}Fr$ | 87 | 138 | 225,02557(3) | 4,0(2) min | $β^−$ | $^{225}Ra$ | 3/2- |
| $^{226}Fr$ | 87 | 139 | 226,02939(11) | 49(1) s | $β^−$ | $^{226}Ra$ | 1- |
| $^{227}Fr$ | 87 | 140 | 227,03184(11) | 2,47(3) min | $β^−$ | $^{227}Ra$ | 1/2+ |
| $^{228}Fr$ | 87 | 141 | 228,03573(22)# | 38(1) s | $β^−$ | $^{228}Ra$ | 2- |
| $^{229}Fr$ | 87 | 142 | 229,03845(4) | 50,2(4) s | $β^−$ | $^{229}Ra$ | (1/2+)# |
| $^{230}Fr$ | 87 | 143 | 230,04251(48)# | 19,1(5) s | $β^−$ | $^{230}Ra$ | |
| $^{231}Fr$ | 87 | 144 | 231,04544(50)# | 17,6(6) s | $β^−$ | $^{231}Ra$ | (1/2+)# |
| $^{232}Fr$ | 87 | 145 | 232,04977(69)# | 5(1) s | $β^−$ | $^{232}Ra$ | |

* ↑ Abréviations : DC : désintégration par émission de cluster ; TI : transition isomérique.
* ↑ Isotopes stables en gras.

### 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 incertitudes élargies.
