Le thulium (Tm, numéro atomique 69) possède 35 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 145 et 179, ainsi que 26 isomères nucléaires. Parmi eux, un seul est stable, 169Tm, et représente l'intégralité du thulium naturel, faisant du thulium un élément monoisotopique et un élément mononucléidique. La masse atomique standard du thulium est donc la masse isotopique de 169Tm, soit Table of Standard Atomic Weights 2013 – CIAAW.

Parmi les 34 radioisotopes qui ont été décrits, les plus stables sont 171Tm, avec une demi-vie de , 170Tm (), 168Tm () et 167Tm (). Des isomères nucléaires, le plus stable est 164mTm (t1/2 = ).

Les radioisotopes plus légers que 169Tm se désintègrent principalement par émission de positron (β+) en isotopes de l'erbium, à plusieurs exceptions : les deux radioisotopes les plus légers se désintègrent principalement par émission de proton, également en isotopes de l'erbium ; pour les isotopes allant de 153Tm à 156Tm, la désintégration β+ est concurrencée par la désintégration α, produisant des isotopes de l'holmium ; ce dernier mode peut d'ailleurs être ultra-majoritaire (91 % pour 153Tm). 167Tm se désintègre par capture électronique en 167Er. Les isotopes plus lourds que 169Tm se désintègrent eux principalement par désintégration β− en isotopes de l'ytterbium.

Tableau des isotopes

Symbole dunucléide N(n) Masse isotopique (u) Demi-vie Mode(s) de désintégrationAbréviations:CE : Capture électronique TI : Isomérie nucléaire Isotope(s)filsEn gras pour les isotopes stables SpinnucléaireÉnergie d'excitation(pour les isomères nucléaires) 145Tm 76 144,97007(43)# 3,1(3) µs (11/2−)146Tm 77145,96643(43)#240(30) ms p 145Er(6−) β+ (rare) 146Er 146mTm71(6) keV72(23) ms p 145Er(10+) β+ (rare) 146Er147Tm 78146,96096(32)#0,58(3) s β+ (85 %) 147Er11/2− p (15 %) 146Er 147mTm60(5) keV 360(40) µs 3/2+ 148Tm 79 147,95784(43)# 0,7(2) s β+ 148Er (10+) 148mTm0,7 s149Tm 80148,95272(32)#0,9(2) s β+ (99,74 %) 149Er(11/2−) β+, p (0,26 %) 148Ho 150Tm 81 149,94996(21)# 3# s β+ 150Er (1+) 150m1Tm140(140)# keV2,20(6) s β+ (98,8 %) 150Er(6−) β+, p (1,2 %) 149Ho 150m2Tm810(140)# keV 5,2(3) ms (10+) 151Tm 82 150.945483(22) 4,17(10) s β+ 151Er (11/2−) 151m1Tm92(7) keV 6,6(14) s β+ 151Er (1/2+) 151m2Tm2655,67(22) keV 451(24) ns (27/2−) 152Tm 83 151.94442(8) 8.0(10) s β+ 152Er (2#)− 152m1Tm100(80)# keV 5,2(6) s β+ 152Er (9)+ 152m2Tm2555,05(19)+X keV 294(12) ns (17+)153Tm 84152,942012(20)1,48(1) s α (91 %) 149Ho(11/2−) β+ (9 %) 153Er 153mTm43,2(2) keV2,5(2) s α (92 %) 149Ho(1/2+) β+ (8 %) 153Er154Tm 85153,941568(15)8,1(3) s β+ (56 %) 154Er(2−) α (44 %) 150Ho 154mTm70(50) keV3,30(7) s α (90 %) 150Ho(9+) β+ (10 %) 154Er155Tm 86154,939199(14)21,6(2) s β+ (98,1 %) 155Er(11/2−) α (1,9 %) 151Ho 155mTm41(6) keV45(3) s β+ (92 %) 155Er(1/2+) α (8 %) 151Ho156Tm 87155,938980(17)83,8(18) s β+ (99,93 %) 156Er2− α (0,064 %) 152Er 156mTm203,6(5) keV ~400 ns (11−) 157Tm 88 156,93697(3) 3,63(9) min β+ 157Er 1/2+ 158Tm 89 157,936980(27) 3,98(6) min β+ 158Er 2− 158mTm50(100)# keV ~20 ns (5+) 159Tm 90 158,93498(3) 9,13(16) min β+ 159Er 5/2+ 160Tm 91 159,93526(4) 9,4(3) min β+ 160Er 1− 160m1Tm70(20) keV74,5(15) s TI (85 %) 160Tm5(+#) β+ (15 %) 160Er 160m2Tm98,2+X keV ~200 ns (8) 161Tm 92 160,93355(3) 30,2(8) min β+ 161Er 7/2+ 161m1Tm7,4(2) keV 5# min 1/2+ 161m2Tm78,20(3) keV 110(3) ns 7/2− 162Tm 93 161,933995(28) 21,70(19) min β+ 162Er 1− 162mTm130(40) keV24,3(17) s TI (82 %) 162Tm5+ β+ (18 %) 162Er 163Tm 94 162,932651(6) 1,810(5) h β+ 163Er 1/2+ 164Tm 95 163,93356(3) 2,0(1) min β+ 164Er 1+ 164mTm10(6) keV5,1(1) min IT (80 %) 164Tm6− β+ (20 %) 164Er 165Tm 96 164,932435(4) 30,06(3) h β+ 165Er 1/2+ 166Tm 97 165,933554(13) 7,70(3) h β+ 166Er 2+ 166mTm122(8) keV 340(25) ms TI 166Tm 6− 167Tm 98 166,9328516(29) 9,25(2) d CE 167Er 1/2+ 167m1Tm179,480(19) keV 1,16(6) µs (7/2)+ 167m2Tm292,820(20) keV 0,9(1) µs 7/2−168Tm 99167,934173(3)93.1(2) d β+ (99,99 %) 168Er3+ β− (0,01 %) 168Yb 169Tm 100 168,9342133(27)Observé stableOn suppose l'existence d'une désintégration α vers 165Ho 1/2+170Tm 101169,9358014(27)128,6(3) d β− (99,86 %) 170Yb1− CE (0,14 %) 170Er 170mTm183,197(4) keV 4,12(13) µs (3)+ 171Tm 102 170,9364294(28) 1,92(1) y β− 171Yb 1/2+ 171mTm424,9560(15) keV 2,60(2) µs 7/2− 172Tm 103 171,938400(6) 63,6(2) h β− 172Yb 2− 173Tm 104 172,939604(5) 8,24(8) h β− 173Yb (1/2+) 173mTm317,73(20) keV 10(3) µs (7/2−) 174Tm 105 173,94217(5) 5,4(1) min β− 174Yb (4)− 175Tm 106 174,94384(5) 15.2(5) min β− 175Yb (1/2+) 176Tm 107 175,94699(11) 1,85(3) min β− 176Yb (4+) 177Tm 108 176,94904(32)# 90(6) s β− 177Yb (7/2−) 178Tm 109 177,95264(43)# 30# s β− 178Yb 179Tm 110 178,95534(54)# 20# s β− 179Yb 1/2+#

Notes Les valeurs notées # ne viennent pas uniquement de données expérimentales, mais sont au moins partiellement extrapolées à partir de tendances observées. Les spins dont la détermination est fragile sont entre parenthèses. Les incertitudes sont données en forme courte entre parenthèses après les derniers chiffres significatifs correspondant. Les valeurs d'incertitude sont données pour un écart-type, sauf pour la composition isotopique et la masse atomique standard venant de l'IUPAC, qui utilise les incertitudes étendues.

Références

Masse isotopiques issues de :

Compositions isotopiques et masses atomiques standards issues de :

Demi-vies, spin, et données isomériques issues des sources suivantes :

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