Le molybdène (Mo, numéro atomique 42) possède 33 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 83 et 115, et 8 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, les six stables, 92Mo, 94Mo, 95Mo, 96Mo, 97Mo et 98Mo, et le radioisotope 100Mo représentent l'intégralité du molybdène naturellement présent, le plus abondant étant 98Mo (24,14 %). On attribue au molybdène une masse atomique standard de Table of Standard Atomic Weights 2013 – CIAAW.
Parmi les 26 radioisotopes artificiels du molybdène, les plus stables sont 93Mo (demi-vie de 4 ans) et 99Mo (2,75 jours). Tous les autres isotopes ont des demi-vie inférieure à une heure, et la plupart à une minute. L'isomère nucléaire le plus stable est 93mMo, avec une demi-vie de 6,85 heures.
Les radioisotopes plus légers que les isotopes stables (A < 92) se désintègrent principalement par émission de positron (β+) en isotopes du niobium. Les radioisotopes plus lourds (A > 99) se désintègrent eux principalement par désintégration β− en isotopes du technétium, à l'exception de 100Mo qui se désintègre par double émission β− en 100Ru. 93Mo lui se désintègre principalement par capture électronique en 93Nb.
Les isotopes 90, 91m, 91, 93m, 93, 99, 101, 102 et 105 du molybdène sont des produits de fission ou d'activation neutronique introduits dans l'environnement par les essais nucléaires, ou des fuites ou émissions autorisées d'installations nucléaires (usines de traitement du combustible nucléaire usé).
Selon l'IRSN (2003), P. Calmon, JM Métivier, IRSN, Fiche radioisotope 99Mo et l'environnement, 2003-06-03, PDF, 12 pp. . Le 99Mo, mieux connu est émetteur β— dont la période radioactive est courte (66 heures, ce qui explique qu'il est très rarement et difficilement détecté dans l'environnement). Son activité massique de 1,75×1016 Bq.g-1. Ses émissions principales par désintégration sont 443 keV (82 % du rendement d'émission) ; 133 keV (17 % du rendement d'émission) ; 290 keV (1 % du rendement d'émission)ICRP (1983) Radionuclide transformations, energy and intensity of emissions, International Commission on Radiological Protection, Publication n°38, Oxford Pergamon Press. Sa cinétique environnementale et métabolique est mal connue.Dans l'eau, les crustacés le bioaccumulent (facteur de concentration = 100Quinault JM et Grauby A (1984). Manuel de radioécologie CEA/EDF.), de même que les mollusques filtreurs (facteur de concentration = 100) et moindrement les poissons (facteur de concentration = 10 à 20 pour le poisson entier, mais Short & al. (1973) ont étudié la fixation et la bioaccumulation de 99Mo (comme traceur) puis de molybdène en ajout, pour quelques espèces de poissons, dans le lac Michigan et en laboratoire, démontrant que ce radionucléide est 2 fois plus concentré dans la rate et le foie que dans les parties musculaires)Short ZF, Olson PR., Palumbo RF, Donaldson JR et Lowman FG (1973). “Uptake of Molybdenum, marked with 99Mo, by the Biota of Ferm Lake, Washington, in a Laboratory and a Field Experiment” in: Proceedings ot the third national symposium on radioecology, p. 474-485, Oak Ridge, Tennessee..
Isotopes notables
Molybdène naturel Le molybdène naturel est composé des six isotopes stables 92Mo, 94Mo, 95Mo, 96Mo, 97Mo et 98Mo, et du radionucléide primordial (demi-vie de ), 100Mo. Tous les isotopes stables sont cependant théoriquement capables de fission spontanée, bien que cette dernière n'ait été observée dans aucun des cas. De même, 92Mo et 98Mo sont soupçonnés d'être faiblement radioactifs, se désintégrant par double émission bêta β, respectivement en 92Zr et 98Ru avec des demi-vies supérieures à et , mais encore une fois de telles désintégrations n'ont encore jamais été observées IsotopeAbondance (pourcentage molaire)92Mo14,77 (31) %94Mo9,23 (10) %95Mo15,90 (9) %96Mo16,68 (1) %97Mo9,56 (5) %98Mo24,19 (26) %100Mo9,67 (20) %
Table des isotopes
Symbolede l'isotope Z (p) N (n) Masse isotopique (u) Demi-vieEn gras pour les isotopes avec des demi-vies plus grandes que l'âge de l'univers (presque stables). Mode(s) dedésintégration Universal Nuclide ChartAbréviations :CE : capture électronique ;TI : transition isomérique. Isotope(s) filsIsotopes stables en gras. Spin nucléaire Énergie d'excitation83Mo 42 4182,94874(54)#23(19) ms[6(+30-3) ms] β+ 83Nb3/2-# β+, p 82Zr 84Mo 42 42 83,94009(43)# 3,8(9) ms[3,7(+10-8) s] β+ 84Nb 0+ 85Mo 42 43 84,93655(30)# 3,2(2) s β+ 85Nb (1/2-)# 86Mo 42 44 85,93070(47) 19,6(11) s β+ 86Nb 0+87Mo 42 4586,92733(24)14,05(23) s β+ (85 %) 87Nb7/2+# β+, p (15 %) 86Zr 88Mo 42 46 87,921953(22) 8,0(2) min β+ 88Nb 0+ 89Mo 42 47 88,919480(17) 2,11(10) min β+ 89Nb (9/2+) 89mMo 387,5(2) keV 190(15) ms TI 89Mo (1/2-) 90Mo 42 48 89,913937(7) 5,56(9) h β+ 90Nb 0+ 90mMo 2874,73(15) keV 1,12(5) µs 8+# 91Mo 42 49 90,911750(12) 15,49(1) min β+ 91Nb 9/2+ 91mMo 653,01(9) keV64,6(6) s TI (50,1 %) 91Mo1/2- β+ (49,9 %) 91Nb 92Mo 42 50 91,906811(4)Observé stableSoupçonné de subir une désintégration β+β+ en 92Zr avec une demi-vie supérieure à 1,9×1020 années. 0+ 92mMo 2760,46(16) keV 190(3) ns 8+ 93Mo 42 51 92,906813(4) 4000(800) a CE 93Nb 5/2+ 93mMo 2424,89(3) keV6,85(7) h TI (99,88 %) 93Mo21/2+ β+ (0,12 %) 93Nb 94Mo 42 52 93,9050883(21)StableThéoriquement capable de fission spontanée. 0+ 95MoProduit de fission. 42 53 94,9058421(21)Stable 5/2+ 96Mo 42 54 95,9046795(21)Stable 0+ 97Mo 42 55 96,9060215(21)Stable 5/2+ 98Mo 42 56 97,9054082(21)Observé stableSoupçonné de subir une désintégration β−β− en 98Ru avec une demi-vie supérieure à 1×1014 années. 0+ 99MoUtilisé pour produire le radioisotope technétium 99m utilisé en médecine nucléaire. 42 57 98,9077119(21) 2,7489(6) d β− 99mTc 1/2+ 99m1Mo 97,785(3) keV 15,5(2) µs 5/2+ 99m2Mo 684,5(4) keV 0,76(6) µs 11/2- 100Moradionucléide primordial. 42 58 99,907477(6) 8,5(5)×1018 a β−β− 100Ru 0+ 101Mo 42 59 100,910347(6) 14,61(3) min β− 101Tc 1/2+ 102Mo 42 60 101,910297(22) 11,3(2) min β− 102Tc 0+ 103Mo 42 61 102,91321(7) 67,5(15) s β− 103Tc (3/2+) 104Mo 42 62 103,91376(6) 60(2) s β− 104Tc 0+ 105Mo 42 63 104,91697(8) 35,6(16) s β− 105Tc (5/2-) 106Mo 42 64 105,918137(19) 8,73(12) s β− 106Tc 0+ 107Mo 42 65 106,92169(17) 3,5(5) s β− 107Tc (7/2-) 107mMo 66,3(2) keV 470(30) ns (5/2-) 108Mo 42 66 107,92345(21)# 1,09(2) s β− 108Tc 0+ 109Mo 42 67 108,92781(32)# 0,53(6) s β− 109Tc (7/2-)#110Mo 42 68109,92973(43)#0,27(1) s β− (>99,9 %) 110Tc0+ β−, n (<0,1 %) 109Tc 111Mo 42 69 110,93441(43)# 200# ms[>300 ns] β− 111Tc 112Mo 42 70 111,93684(64)# 150# ms[>300 ns] β− 112Tc 0+ 113Mo 42 71 112,94188(64)# 100# ms[>300 ns] β− 113Tc 114Mo 42 72 113,94492(75)# 80# ms[>300 ns] 0+ 115Mo 42 73 114,95029(86)# 60# ms[>300 ns]
Remarques 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 échantillons 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.
Notes et références
Masse des isotopes depuis :
Compositions isotopiques et masses atomiques standards :
, résumé Demi-vies, spins et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes :
Catégorie:Molybdène Molybdène