Un radioisotope primordial est un nucléide primordial qui est radioactif ; les radioisotopes primordiaux sont au nombre de 36 sur 288 nucléides primordiaux.
Seuls 11 ont une demi-vie inférieure à 10 fois l'âge de l'univers. Parmi ceux-ci : Deux n'ont pas encore été détectés avec certitude dans le milieu naturel : le plutonium 244 et le samarium 146. Trois ont une chaîne de désintégration : il s'agit des radioisotopes lourds 232Th (demi-vie de 14 milliards d'années), 238U (demi-vie de 4,5 milliards d'années, environ trois fois moins abondant que le thorium), et 235U (demi-vie de 700 millions d'années, abondance de l'ordre de 0,7 % de l'uranium). Plusieurs sont utilisés dans des méthodes de datation : le 40K est par exemple utilisé dans le cadre de la datation par le potassium-argon.
Les 36 radionucléides primordiaux sont listés par ordre de stabilité, du plus stable au moins stable. L'isotope instable avec la plus longue demi-vie connue (2,4×1024 années) est le tellure 128. Seuls six de ces 36 nucléides ont une demi-vie inférieure ou égale à l'âge de l'univers. Les 30 restant ont des demi-vies bien plus longues. La plupart des radioisotopes primordiaux à très longue demi-vie (notamment ceux de période radioactive supérieure à celle du bismuth 209, 1,9×1019 ans) se désintègrent suivant le mode 2νββ, et sont découverts radioactifs par des méthodes géochimiques, en analysant les compositions isotopiques des roches et leurs anomalies. On peut de la même manière étudier des radioactivités éteintes, et la précision des données expérimentales (telle que la détermination de la demi-vie) dépend partiellement de la précision des mesures des rapports isotopiques.
Liste des radioisotopes primordiaux nucléidedemi-vieratio de la demi-vie sur l'âge de l'universActivité massiqueCommentairesen sen années128Te7,6×10312,4×10241,7×10141 désintégration par 674 ans par g de 128TeDécouvert radioactif en 1991 c'est le moins radioactif des radioisotopes primordiaux. Sa demi-vie a été réévaluée en 2008. 124Xe5,7×10291,8×10221,3×1012Découvert radioactif en 2019, par double capture électronique.78Kr2,9×10299,2×10216,8×1011Radioactivité décrite en 2013136Xe6,82×10282,16×10211,6×1011Découvert radioactif en 2011, sa demi-vie a été réévaluée en 2014 76Ge4,7×10281,5×1021 1,1×1011Découvert radioactif en 1990.130Te2,2×10287,0×1020 5,1×1010Découvert radioactif en 1991, sa demi-vie est encore discutée (entre 6,8 et 9 ×1020 années)130Ba1,9×10286,0×10204,3×1010Découvert radioactif en 2001, sa demi-vie a été réévaluée en 2009.82Se2,9×10279,2×1019 6,7×109Découvert radioactif en 1986.48Ca1,4×10274,4×10193,2×109Découvert radioactif en 1996.116Cd8,8×10262,8×10192,0×109Découvert radioactif en 1995.96Zr7,3×10262,3×10191,7×109Découvert radioactif en 1993.209Bi6,0×10261,9×1019 1,4×109~3 mBq/kgDécouvert radioactif en 2003, c'est l'isotope le moins radioactif connu par désintégration α.150Nd2,6×10268,2×10185,9×108Découvert radioactif en 1995.100Mo2,4×10267,6×10185,5×108Découvert radioactif en 1991.151Eu1,5×10264,6×1018 3,3×108Découvert radioactif (par désintégration α) en 2007, sa demi-vie a été révisée en 2014.180W3,5×10251,1×10188,0×107Découvert radioactif (α) en 2002. L'isotope induit une radioactivité de l'ordre de 2 désintégrations par an dans 1 g de tungstène naturel.50V4,4×10241,4×10171,0×1071,9 Bq/kgL'eau de mer est en moyenne plus radioactive : 12 Bq/kg (en 40K)113Cd2,5×10238,0×1015 5,8×105Demi-vie mesurée en 2009.148Sm2,0×10236,4×1015 4,6×105La demi-vie (par désintégration α) a été évaluée dès 1967, mais revue à la hausse depuis.144Nd7,2×10222,3×10151,7×10540 Bq/kg186Os6,3×10222×1015 1,4×105La demi-vie (par désintégration α) a été déterminée en 1975.174Hf6,3×10222×10151,4×105Même demi-vie que l'osmium 186, aux incertitudes près.115In1,4×10224,4×10143,2×104Il se désintègre par voie β−.152Gd3,5×10211,1×10148,0×103Se désintègre par voie α.190Pt1,2×10193,9×101128La valeur de la demi-vie est encore discutée (entre 320 et 650 milliards d'années suivant les sources).147Sm3,41×10181,08×10117,8834 Bq/gC'est le principal responsable de la radioactivité du samarium naturel, de 128 Bq/g138La3,27×10181,04×10117,5925 Bq/g87Rb1,56×10184,93×10103,63082 Bq/gUtilisé dans la datation par le rubidium-strontium187Re1,36×10184,30×10103,11645 Bq/gUtilisé dans la datation par le rhénium-osmium176Lu1,20×10183,79×10102,71983 Bq/g232Th4,42×10171,40×10101,04067 Bq/gUtilisé dans la datation par l'uranium-thorium238U1,41×10174,47×1090,3212,44 kBq/gUtilisé dans la datation par l'uranium-plomb. 40K3,95×10161,25×109 9,1×10-2264,5 kBq/gUtilisé dans la datation par le potassium-argon235U2,22×10167,04×1085,1×10-279,95 kBq/gUtilisé dans la datation par l'uranium-plomb146Sm (?)3,3×10151,03×1087,5×10-3La demi-vie est discutée, la valeur couramment admise étant possiblement surévaluée.244Pu (?)2,56×10158,11×1075,9×10-3668 kBq/gC'est aussi l'ancêtre radioactif du 232Th, qui est donc isotope à la fois primordial et radiogénique Notes : Les conversions s ↔ années (lorsque non présentes dans les sources) se font sur la base de 1 an = 31556926 secondes, l'âge de l'univers est pris égal à 13,8×109 ans. Source pour les valeurs de demi-vie (en années) et date de découverte du caractère radioactif de 48Ca, 76Ge, 82Se, 96Zr, 100Mo, 116Cd, et 150Nd : Source pour les valeurs de demi-vie et l'activité massique de 40K, 50V, 87Rb, 138La, 144Nd, 147Sm, 176Lu, 187Re, 232Th, 235U, 238U et 244Pu :
Notes et références
Catégorie:Radiochimie Catégorie:Géochimie