Le niobium (Nb, numéro atomique 41) possède 33 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 81 et 113, et 24 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, un seul est stable, 93Nb, et constitue l'intégralité du niobium naturellement présent, faisant du niobium un élément monoisotopique ainsi qu'un élément mononucléidique. Sa masse atomique standard est donc la masse isotopique de 93Nb, soit .

Parmi les 32 radioisotopes du niobium, le plus stable est 92Nb, un radionucléide non primordial avec une demi-vie de 34,7 millions d'années. Les suivants sont 94Nb (demi-vie de ) et 91Nb (680 années). Un isomère nucléaire à 31 keV, 93mNb, possède une demi-vie de 16,13 années. La plupart des autres radioisotopes ont des demi-vies inférieures à deux heures, à l'exception de 95Nb (35 jours), 96Nb (23,4 heures) et 90Nb (14,6 heures).

Les isotopes plus légers que 93Nb se désintègrent principalement par émission de positron (β+), à l'exception de 91Nb qui se désintègre principalement par capture électronique, tous en isotopes du zirconium. Les radioisotopes plus lourds se désintègrent eux principalement par désintégration β−, ou pour certains, de façon non négligeable, par désintégration β− et émission de neutron, tous en isotopes du molybdène.

Seuls 95Nb (35 jours) et 97Nb (72 minutes) et d'autres isotopes plus lourds (de demi-vies de l'ordre de a seconde) sont des produits de fission en quantité significative, les autres isotopes étant éclipsés par des isotopes stables ou à très longue durée de vie (93Zr) du zirconium, produits par désintégration β à partir de fragments de fission riches en neutrons. 95Nb est le produit de désintégration de 95Zr (64 jours), et il est donc présent dans le combustible nucléaire usagé plus longtemps que sa courte demi-vie ne pourrait le laisser présager. De très faibles quantités d'autres isotopes peuvent aussi être produites comme produits de fission directs.

Isotopes notables Niobium 92 Le niobium 92 (92Nb) est l'isotope du niobium dont le noyau est constitué de 41 protons et de 51 neutrons. C'est le plus stable des 32 radioisotopes du niobium, qui se désintègre principalement par émission de positron en zirconium 92 avec une demi-vie de . La présence du niobium 92 pendant la formation du Système solaire est attestée par l'observation d'excès de zirconium 92 (radioactivité éteinte). Le niobium 92 est, avec le samarium 146, l'un des isotopes avec la plus longue durée de vie parmi les éléments à ne pas avoir été détecté dans la nature comme nucléide primordial (le plutonium 244, avec une demi-vie de d'années, intermédiaire entre celles de 92Nb et de 146Sm, aurait été détecté dans les années 1970 et serait donc primordial, mais sa détection dans le milieu naturel a été remise en question).

Niobium 93 Le niobium 93 (93Nb) est l'isotope du niobium dont le noyau est constitué de 41 protons et de 52 neutrons. C'est le seul isotope stable du niobium, mais il est aussi le nucléide le plus léger théoriquement capable de fission spontanée. Ce type d'événement n'a pour l'instant jamais été observé sur cet isotope, mais cela ferait du niobium théoriquement l'élément le plus léger dépourvu d'isotope stable. Les 40 premiers éléments (jusqu'au zirconium) ont tous un isotope stable, mais qui, en théorie, pourrait subir une désintégration du proton.

Tableau des isotopes

Symbolede l'isotope Z (p) N (n) Masse isotopique (u) Demi-vieEn italique pour les isotopes avec des demi-vies plus grandes que l'âge de l'univers (presque stables). Mode(s) dedésintégration Universal Nuclide Chart.Abréviations :CE : capture électronique ;TI : transition isomérique. Isotope(s) filsIsotopes stables en gras. Spin nucléaire Énergie d'excitation81Nb 41 4080,94903(161)#<44 ns β+, p 80Y3/2-# p 80Zr β+ 81Zr 82Nb 41 41 81,94313(32)# 51(5) ms β+ 82Zr 0+ 83Nb 41 42 82,93671(34) 4,1(3) s β+ 83Zr (5/2+)84Nb 41 4383,93357(32)#9,8(9) s β+ (>99,9%) 84Zr3+ β+, p (<0,1%) 83Y 84mNb 338(10) keV 103(19) ns (5-) 85Nb 41 44 84,92791(24) 20,9(7) s β+ 85Zr (9/2+) 85mNb 759,0(10) keV 12(5) s (1/2-) 86Nb 41 45 85,92504(9) 88(1) s β+ 86Zr (6+) 86mNb 250(160)# keV 56(8) s β+ 86Zr (6). 87Nb 41 46 86,92036(7) 3,75(9) min β+ 87Zr (1/2-) 87mNb 3,84(14) keV 2,6(1) min β+ 87Zr (9/2+)# 88Nb 41 47 87,91833(11) 14,55(6) min β+ 88Zr (8+) 88mNb 40(140) keV 7,8(1) min β+ 88Zr (4-) 89Nb 41 48 88,913418(29) 2,03(7) h β+ 89Zr (9/2+) 89mNb 0(30)# keV 1,10(3) h β+ 89Zr (1/2)- 90Nb 41 49 89,911265(5) 14,60(5) h β+ 90Zr 8+ 90m1Nb 122,370(22) keV 63(2) µs TI 90Nb 6+ 90m2Nb 124,67(25) keV 18,81(6) s TI 90Nb 4- 90m3Nb 171,10(10) keV <1 µs TI 90Nb 7+ 90m4Nb 382,01(25) keV 6,19(8) ms TI 90m1Nb 1+ 90m5Nb 1880,21(20) keV 472(13) ns TI 90Nb (11-)91Nb 41 5090,906996(4)680(130) a CE (99,98%) 91Zr9/2+ β+ (0,013%) 91Zr 91m1Nb 104,60(5) keV60,86(22) j TI (93%) 91Nb1/2- CE (7%) 91Zr β+ (0,0028%) 91Zr 91m2Nb 2034,35(19) keV 3,76(12) µs (17/2-)92Nb 41 5191,907194(3)3,47(24)×107 aRadionucléide non-primordial à la plus longue durée de vie. β+ (99,95%) 92Zr(7)+ β− (0,05%) 92Mo 92m1Nb 135,5(4) keV 10,15(2) j β+ 92Zr (2)+ 92m2Nb 225,7(4) keV 5,9(2) µs (2)- 92m3Nb 2203,3(4) keV 167(4) ns (11-) 93Nb 41 52 92,9063781(26)Observé stableThéoriquement capable de fission spontanée, nucléide le plus léger en étant capable. 9/2+ 93mNb 30,77(2) keV 16,13(14) a TI 93Nb 1/2- 94Nb 41 53 93,9072839(26) 2,03(16)×104 a β− 94Mo (6)+ 94mNb 40,902(12) keV6,263(4) min TI (99,5%) 94Nb3+ β− (0,5%) 94Mo 95Nb 41 54 94,9068358(21) 34,991(6) j β− 95Mo 9/2+ 95mNb 235,690(20) keV3,61(3) j TI (94,4%) 95Nb1/2- β− (5,6%) 95Mo 96Nb 41 55 95,908101(4) 23,35(5) h β− 96Mo 6+ 97Nb 41 56 96,9080986(27) 72,1(7) min β− 97Mo 9/2+ 97mNb 743,35(3) keV 52,7(18) s TI 97Nb 1/2- 98Nb 41 57 97,910328(6) 2,86(6) s β− 98Mo 1+ 98mNb 84(4) keV51,3(4) min β− (99,9%) 98Mo(5+) TI (0,1%) 98Nb 99Nb 41 58 98,911618(14) 15,0(2) s β− 99Mo 9/2+ 99mNb 365,29(14) keV2,6(2) min β− (96,2%) 99Mo1/2- TI (3,8%) 99Nb 100Nb 41 59 99,914182(28) 1,5(2) s β− 100Mo 1+ 100mNb 470(40) keV 2,99(11) s β− 100Mo (4+,5+) 101Nb 41 60 100,915252(20) 7,1(3) s β− 101Mo (5/2#)+ 102Nb 41 61 101,91804(4) 1,3(2) s β− 102Mo 1+ 102mNb 130(50) keV 4,3(4) s β− 102Mo high 103Nb 41 62 102,91914(7) 1,5(2) s β− 103Mo (5/2+)104Nb 41 63103,92246(11)4,9(3) s β− (99,94%) 104Mo(1+) β−, n (0,06%) 103Mo 104mNb 220(120) keV940(40) ms β− (99,95%) 104Mohigh β−, n (0,05%) 103Mo105Nb 41 64104,92394(11)2,95(6) s β− (98,3%) 105Mo(5/2+)# β−, n (1,7%) 104Mo106Nb 41 65105,92797(21)#920(40) ms β− (95,5%) 106Mo2+# β−, n (4,5%) 105Mo107Nb 41 66106,93031(43)#300(9) ms β− (94%) 107Mo5/2+# β−, n (6%) 106Mo108Nb 41 67107,93484(32)#0,193(17) s β− (93,8%) 108Mo(2+) β−, n (6,2%) 107Mo109Nb 41 68108,93763(54)#190(30) ms β− (69%) 109Mo5/2+# β−, n (69%) 108Mo110Nb 41 69109,94244(54)#170(20) ms β− (60%) 110Mo2+# β−, n (40%) 109Mo 111Nb 41 70 110,94565(54)# 80# ms [>300 ns] 5/2+# 112Nb 41 71 111,95083(75)# 60# ms [>300 ns] 2+# 113Nb 41 72 112,95470(86)# 30# ms [>300 ns] 5/2+#

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

Notes

Références

Sources Masse des isotopes depuis :

Compositions isotopiques et masses atomiques standards :

, résumé Demi-vies, spins et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes :

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