Le bismuth 209, noté Bi, est l'isotope du bismuth dont le nombre de masse est égal à 209 : son noyau atomique compte et avec un spin pour une masse atomique de . Il est caractérisé par un excès de masse de et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de . C'est le seul isotope naturel du bismuth, ainsi que le produit de la désintégration β du : ⟶ + e + .
Découverte de son caractère radioactif
Le bismuth 209 était encore considéré comme stable en 2003, jusqu'à la mise en évidence de sa radioactivité par une équipe de l'Institut d'astrophysique spatiale d'Orsay (IAS-CNRS, Paris 11).. : il donne du par désintégration α avec une période radioactive de l'ordre de (proche de deux milliards de fois l'âge de l'Univers) et une énergie de désintégration de : ⟶ + .
Il a longtemps été considéré comme le produit final de la chaîne de désintégration du (série 4n+1) : vignette|redresse=1.5|centré|Chaine de désintégration du neptunium.
mais en toute rigueur, c'est le qui est le produit final de la série 4n+1. Cependant, sa très longue période radioactive fait du bismuth un élément à la radioactivité infime, demeurée inaperçue jusqu'au début du ; il peut donc être considéré comme stable et être manipulé et stocké sans précaution particulière en rapport avec sa radioactivité.
Le bismuth 209 est l'isotope radioactif ayant la plus longue demi-vie par radioactivité α, mais il n'a pas la plus longue période radioactive (mesurée) : le record appartient au , avec une période de double désintégration bêta estimée à ..
La période radioactive du bismuth 209 a été confirmée en 2012 par une équipe italienne du Gran Sasso qui a reporté une valeur de . La même équipe reportait également la première observation de la désintégration du par radioactivité alpha vers le excité du thallium 205, situé à de l'état fondamental, avec une durée de vie encore plus longue estimée à . Même si cette valeur ne surpasse pas le record de durée de vie mesurée du , ces deux désintégrations alpha du détiennent le record de la plus grande finesse virtuelle d'une excitation physique mesurable, avec des largeurs de raie naturelles estimées respectivement à ΔΕ~ et ΔΕ~ en vertu du principe d'incertitude d'Heisenberg. (la double désintégration bêta ne donne une raie que dans la mesure où aucun neutrino n'est émis lors de la désintégration, ce qui n'a pas été observé jusqu'ici).
Notes et références
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