Isotopes du cérium
# Isotopes du cérium

Le cérium (Ce, numéro atomique 58) possède 39 isotopes connus, de nombre de masse variant de 119 à 157, ainsi que 10 isomères nucléaires. Parmi eux, quatre sont stables : $^{136}Ce,$ $^{138}Ce,$ $^{140}Ce$ et $^{142}Ce,$ et forment l'intégralité du cérium naturel, $^{140}Ce$ étant majoritaire. On attribue au cérium une masse atomique standard de 140,116(1) u.

Le cérium possède donc des radioisotopes, tous artificiels, et un nombre important d'entre eux ont une demi-vie se comptant en jours : $^{144}Ce$ (284,91 jours), $^{139}Ce$ (137,641 jours), $^{143}Ce$ (33,039 jours), $^{141}Ce$ (32,508 jours), $^{135}Ce$ (17,7 jours), $^{137}Ce$ (9 jours) et $^{134}Ce$ (3,16 jours). Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à un jour, et la plupart inférieure à une minute.

Parmi les isomères nucléaires celui à la plus longue demi-vie est $^{137m}Ce$ (34,4 jours).

Les radioisotopes plus légers que les isotopes stables se désintègrent tous principalement par émission de positron (désintégration $β^+)$ en isotopes du lanthane, à l’exception de $^{134}Ce$ et $^{139}Ce$ qui se désintègrent par capture électronique, également en isotopes du lanthane. Les isotopes les plus lourds se désintègrent eux tous par désintégration $β^−$ en isotopes du praséodyme.

## Cérium naturel

Le cérium naturel est composé des quatre isotopes stables $^{136}Ce,$ $^{138}Ce,$ $^{140}Ce$ et $^{142}Ce.$ Parmi ceux-ci, $^{136}Ce,$ $^{138}Ce$ et $^{142}Ce$ sont théoriquement capables de désintégration bêta bien que le phénomène n'ait jamais été observé.

| Isotope | Abondance (pourcentage molaire) | Gamme de variation naturelle |
| - | - | - |
| $^{136}Ce$ | 0,185 (2) % | 0,185 - 0,186 |
| $^{138}Ce$ | 0,251 (2) % | 0,251 - 0,254 |
| $^{140}Ce$ | 88,450 (51) % | |
| $^{142}Ce$ | 11,114 (51) % | |

## Table des isotopes

| Symbole de l'isotope | Z (p) | N (n) | Masse isotopique (u) | Demi-vie | Mode(s) de $désintégration^,$ | Isotope(s) -fils | Spin nucléaire |
| - | - | - | - | - | - | - | - |
| Spin nucléaire |||
| $^{119}Ce$ | 58 | 61 | 118,95276(64)# | 200# ms | $β^+$ | $^{119}La$ | 5/2+# |
| $^{120}Ce$ | 58 | 62 | 119,94664(75)# | 250# ms | $β^+$ | $^{120}La$ | 0+ |
| $^{121}Ce$ | 58 | 63 | 120,94342(54)# | 1,1(1) s | $β^+$ | $^{121}La$ | (5/2)(+#) |
| $^{122}Ce$ | 58 | 64 | 121,93791(43)# | 2# s | $β^+$ | $^{122}La$ | 0+ |
| $^{122}Ce$ | 58 | 64 | 121,93791(43)# | 2# s | $β^+,$ p | $^{121}Ba$ | 0+ |
| $^{123}Ce$ | 58 | 65 | 122,93540(32)# | 3,8(2) s | $β^+$ | $^{123}La$ | (5/2)(+#) |
| $^{123}Ce$ | 58 | 65 | 122,93540(32)# | 3,8(2) s | $β^+,$ p | $^{122}Ba$ | (5/2)(+#) |
| $^{124}Ce$ | 58 | 66 | 123,93041(32)# | 9,1(12) s | $β^+$ | $^{124}La$ | 0+ |
| $^{125}Ce$ | 58 | 67 | 124,92844(21)# | 9,3(3) s | $β^+$ | $^{125}La$ | (7/2−) |
| $^{125}Ce$ | 58 | 67 | 124,92844(21)# | 9,3(3) s | $β^+,$ p | $^{124}Ba$ | (7/2−) |
| $^{126}Ce$ | 58 | 68 | 125,92397(3) | 51,0(3) s | $β^+$ | $^{126}La$ | 0+ |
| $^{127}Ce$ | 58 | 69 | 126,92273(6) | 29(2) s | $β^+$ | $^{127}La$ | 5/2+# |
| $^{128}Ce$ | 58 | 70 | 127,91891(3) | 3,93(2) min | $β^+$ | $^{128}La$ | 0+ |
| $^{129}Ce$ | 58 | 71 | 128,91810(3) | 3,5(3) min | $β^+$ | $^{129}La$ | (5/2+) |
| $^{130}Ce$ | 58 | 72 | 129,91474(3) | 22,9(5) min | $β^+$ | $^{130}La$ | 0+ |
| $^{130m}Ce$ | 2453,6(3) keV | 2453,6(3) keV | 2453,6(3) keV | 100(8) ns | | | (7−) |
| $^{131}Ce$ | 58 | 73 | 130,91442(4) | 10,2(3) min | $β^+$ | $^{131}La$ | (7/2+) |
| $^{131m}Ce$ | 61,8(1) keV | 61,8(1) keV | 61,8(1) keV | 5,0(10) min | $β^+$ | $^{131}La$ | (1/2+) |
| $^{132}Ce$ | 58 | 74 | 131,911460(22) | 3,51(11) h | $β^+$ | $^{132}La$ | 0+ |
| $^{132m}Ce$ | 2340,8(5) keV | 2340,8(5) keV | 2340,8(5) keV | 9,4(3) ms | TI | $^{132}Ce$ | (8−) |
| $^{133}Ce$ | 58 | 75 | 132,911515(18) | 97(4) min | $β^+$ | $^{133}La$ | 1/2+ |
| $^{133m}Ce$ | 37,1(8) keV | 37,1(8) keV | 37,1(8) keV | 4,9(4) j | $β^+$ | $^{133}La$ | 9/2− |
| $^{134}Ce$ | 58 | 76 | 133,908925(22) | 3,16(4) j | CE | $^{134}La$ | 0+ |
| $^{135}Ce$ | 58 | 77 | 134,909151(12) | 17,7(3) j | $β^+$ | $^{135}La$ | 1/2(+) |
| $^{135m}Ce$ | 445,8(2) keV | 445,8(2) keV | 445,8(2) keV | 20(1) s | TI | $^{135}Ce$ | (11/2−) |
| $^{136}Ce$ | 58 | 78 | 135,907172(14) | Observé stable | Observé stable | Observé stable | 0+ |
| $^{136m}Ce$ | 3095,5(4) keV | 3095,5(4) keV | 3095,5(4) keV | 2,2(2) µs | | | 10+ |
| $^{137}Ce$ | 58 | 79 | 136,907806(14) | 9,0(3) j | $β^+$ | $^{137}La$ | 3/2+ |
| $^{137m}Ce$ | 254,29(5) keV | 254,29(5) keV | 254,29(5) keV | 34,4(3) j | TI (99,22 %) | $^{137}Ce$ | 11/2− |
| $^{137m}Ce$ | 254,29(5) keV | 254,29(5) keV | 254,29(5) keV | 34,4(3) j | $β^+$ (0,779 %) | $^{137}La$ | 11/2− |
| $^{138}Ce$ | 58 | 80 | 137,905991(11) | Observé stable | Observé stable | Observé stable | 0+ |
| $^{138m}Ce$ | 2129,17(12) keV | 2129,17(12) keV | 2129,17(12) keV | 8,65(20) ms | TI | $^{138}Ce$ | 7- |
| $^{139}Ce$ | 58 | 81 | 138,906653(8) | 137,641(20) j | CE | $^{139}La$ | 3/2+ |
| $^{139m}Ce$ | 754,24(8) keV | 754,24(8) keV | 754,24(8) keV | 56,54(13) s | TI | $^{139}Ce$ | 11/2− |
| $^{140}Ce$ | 58 | 82 | 139,9054387(26) | Stable | Stable | Stable | 0+ |
| $^{140m}Ce$ | 2107,85(3) keV | 2107,85(3) keV | 2107,85(3) keV | 7,3(15) µs | | | 6+ |
| $^{141}Ce$ | 58 | 83 | 140,9082763(26) | 32,508(13) j | $β^−$ | $^{141}Pr$ | 7/2− |
| $^{142}Ce$ | 58 | 84 | 141,909244(3) | Observé stable | Observé stable | Observé stable | 0+ |
| $^{143}Ce$ | 58 | 85 | 142,912386(3) | 33,039(6) j | $β^−$ | $^{143}Pr$ | 3/2− |
| $^{144}Ce$ | 58 | 86 | 143,913647(4) | 284,91(5) j | $β^−$ | $^{144m}Pr$ | 0+ |
| $^{145}Ce$ | 58 | 87 | 144,91723(4) | 3,01(6) min | $β^−$ | $^{145}Pr$ | (3/2−) |
| $^{146}Ce$ | 58 | 88 | 145,91876(7) | 13,52(13) min | $β^−$ | $^{146}Pr$ | 0+ |
| $^{147}Ce$ | 58 | 89 | 146,92267(3) | 56,4(10) s | $β^−$ | $^{147}Pr$ | (5/2−) |
| $^{148}Ce$ | 58 | 90 | 147,92443(3) | 56(1) s | $β^−$ | $^{148}Pr$ | 0+ |
| $^{149}Ce$ | 58 | 91 | 148,9284(1) | 5,3(2) s | $β^−$ | $^{149}Pr$ | (3/2−)# |
| $^{150}Ce$ | 58 | 92 | 149,93041(5) | 4,0(6) s | $β^−$ | $^{150}Pr$ | 0+ |
| $^{151}Ce$ | 58 | 93 | 150,93398(11) | 1,02(6) s | $β^−$ | $^{151}Pr$ | 3/2−# |
| $^{152}Ce$ | 58 | 94 | 151,93654(21)# | 1,4(2) s | $β^−$ | $^{152}Pr$ | 0+ |
| $^{153}Ce$ | 58 | 95 | 152,94058(43)# | 500# ms [>300 ns] | $β^−$ | $^{153}Pr$ | 3/2−# |
| $^{154}Ce$ | 58 | 96 | 153,94342(54)# | 300# ms [>300 ns] | $β^−$ | $^{154}Pr$ | 0+ |
| $^{155}Ce$ | 58 | 97 | 154,94804(64)# | 200# ms [>300 ns] | $β^−$ | $^{155}Pr$ | 5/2−# |
| $^{156}Ce$ | 58 | 98 | 155,95126(64)# | 150# ms | $β^−$ | $^{156}Pr$ | 0+ |
| $^{157}Ce$ | 58 | 99 | 156,95634(75)# | 50# ms | $β^−$ | $^{157}Pr$ | 7/2+# |

* ↑ En gras pour les isotopes avec des demi-vies plus grandes que l'âge de l'univers (presque stables).
* ↑ Abréviations : CE : capture électronique ; TI : transition isomérique.
* ↑ Isotopes stables en gras.
* ↑ Théoriquement capable de $β^+β^+$ en $^{136}Ba$ avec une demi-vie supérieure à $38×10^{15}$ années
* ↑ Théoriquement capable de $β^+β^+$ en $^{138}Ba$ avec une demi-vie supérieure à $150×10^{12}$ années
* 1 2 3 4 5 Produit de fission
* ↑ Théoriquement capable de fission spontanée
* ↑ Théoriquement capable de $β^−β^−$ en $^{142}Nd$ avec une demi-vie supérieure à $50×10^{15}$ années

### Remarques

* L'évaluation de la composition isotopique est valable pour la plupart des échantillons commerciaux, mais pas tous.
* Il existe des échantillons géologiques exceptionnels dont la composition isotopique est en dehors de l'échelle donnée. L'incertitude sur la masse atomique de tels spécimens peut excéder les valeurs données.
* 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.
