Isotopes du strontium

Le strontium (Sr, numéro atomique 38) possède 35 isotopes connus, de nombres de masse variant entre 73 et 107, et neuf isomères nucléaires. Parmi eux, quatre isotopes sont stables et représentent la totalité du strontium naturel : ⁸⁴Sr, ⁸⁶Sr, ⁸⁷Sr et ⁸⁸Sr (largement majoritaire). La masse atomique standard du strontium est de 87,62(1) u.

Parmi les 31 radioisotopes artificiels, les plus stables sont ⁹⁰Sr avec une demi-vie de 28,9 années, ⁸⁵Sr (64,853 jours), ⁸⁹Sr (50,57 jours) et ⁸²Sr (25,36 jours). Tous les autres isotopes ont des demi-vies inférieures à 33 heures, et la plupart inférieures à 100 minutes.

Les isotopes plus légers que les isotopes stables se désintègrent principalement par émission de positrons (β⁺), à l'exception de ⁸²Sr qui, comme ⁸⁵Sr, se désintègre principalement par capture électronique. Tous se désintègrent principalement en isotopes du rubidium. Les radioisotopes plus lourds se désintègrent eux principalement par désintégration β⁻ en isotopes de l'yttrium.

Isotopes notables

Strontium naturel

Le strontium naturel est composé des quatre isotopes stables ⁸⁴Sr, ⁸⁶Sr, ⁸⁷Sr et ⁸⁸Sr. Le ⁸⁴Sr est soupçonné, sur des bases théoriques, de subir une désintégration β⁺β⁺ en ⁸⁴Kr avec une demi-vie très longue. Mais cette radioactivité n'a pour l'instant jamais été observée.

Du fait de sa configuration électronique, similaire à celle du calcium, le strontium se substitue facilement au calcium dans les minéraux. La valeur du ratio ⁸⁶Sr / ⁸⁷Sr en un lieu donné dépend essentiellement de la géologie locale. Il est ingéré par les animaux via l'alimentation et on en retrouve ainsi dans leurs os et leurs dents. L'étude du ratio ⁸⁶Sr / ⁸⁷Sr peut donc être utilisée avec celle d'autres rapports isotopiques sur des restes humains pour construire des isoscapes (en) et en déduire la région où ils ont grandi (grâce au strontium des dents) et où ils habitaient avant de mourir (via le strontium des os) pour peu qu'ils aient consommé essentiellement de la nourriture locale. Le strontium des os peut fournir des informations sur les vingt dernières décennies de sa vie, et notamment ses habitudes alimentaires .

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)	Gamme de variation
⁸⁴Sr	0,56 (1) %	0,55 - 0,58
⁸⁶Sr	9,86 (1) %	9,75 - 9,99
⁸⁷Sr	7,00 (1) %	6,94 - 7,14
⁸⁸Sr	82,58 (1) %	82,29 - 82,75

Strontium 87

Le strontium 87 (⁸⁷Sr) est l'isotope dont le noyau est constitué de 38 protons et de 49 neutrons. C'est un isotope stable, représentant 7 % du strontium présent dans la nature. C'est le seul isotope du strontium naturel radiogénique. Il est produit par la désintégration radioactive du rubidium 87 (⁸⁷Rb), avec une demi-vie de 4,88×10¹⁰ années. Ainsi, il existe deux sources de ⁸⁷Sr : la forme primordiale, produite durant la nucléosynthèse, produisant également les isotopes ⁸⁴Sr, ⁸⁶Sr et ⁸⁸Sr ; et la forme radiogénique, produite par la désintégration de ⁸⁷Rb. Le rapport ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr est l'un des paramètres observés dans les études géologiques ; dans les roches, il varie de 0,7 à 4,0 ou légèrement supérieur. Il est aussi utilisé pour dater des roches anciennes, avec la méthode de datation rubidium-strontium, qui compare les quantités de ⁸⁷Rb et de ⁸⁷Sr afin de déterminer un âge approximatif.

Strontium 89

Le strontium 89 (⁸⁹Sr) est l'isotope dont le noyau est constitué de 38 protons et de 51 neutrons. C'est un radioisotope artificiel, qui se désintègre en yttrium 89 par désintégration β⁻ avec une demi-vie d'un peu plus de 50 jours. Il est utilisé dans le traitement de cancers osseux ; dans le cas de patients atteints de métastases osseuses étendues et douloureuses, l'administration de ⁸⁹Sr permet de délivrer des particules bêta directement dans la zone osseuse à problème, où le cycle de remplacement du calcium est plus rapide.

Strontium 90

Article détaillé : Strontium 90.

Le strontium 90 (⁹⁰Sr) est l'isotope dont le noyau est constitué de 38 protons et de 52 neutrons. C'est un radioisotope qui se désintègre en yttrium 90 par désintégration β⁻ avec une demi-vie de près de 30 ans. C'est un sous-produit de la fission nucléaire que l'on trouve dans les retombées radioactives et qui présente de sérieux problèmes de santé du fait de son absorption par l'organisme où il se substitue au calcium des os, ce qui empêche son élimination. La catastrophe nucléaire de Tchernobyl a contaminé de très vastes zones au ⁹⁰Sr.

Du fait de sa durée de demi-vie « moyenne » et de son émission bêta d'énergie importante, le strontium 90 est utilisé dans les Systems for Nuclear Auxiliary Power (SNAP). Ces appareils sont très prometteurs pour des applications spatiales, des stations météos éloignées, des bouées de navigation, etc., où une source nucléo-électrique légère et durable est nécessaire.

Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	Masse isotopique (u)	Demi-vie	Mode(s) de désintégration^,	Isotope(s) fils	Spin nucléaire
Symbole de l'isotope	Énergie d'excitation			Demi-vie	Mode(s) de désintégration^,	Isotope(s) fils	Spin nucléaire
⁷³Sr	38	35	72,96597(64)#	>25 ms	β⁺ (>99,9 %)	⁷³Rb	1/2-#
⁷³Sr	38	35	72,96597(64)#	>25 ms	β⁺, p (<0,1 %)	⁷²Kr	1/2-#
⁷⁴Sr	38	36	73,95631(54)#	50# ms [>1,5 µs]	β⁺	⁷⁴Rb	0+
⁷⁵Sr	38	37	74,94995(24)	88(3) ms	β⁺ (93,5 %)	⁷⁵Rb	(3/2-)
⁷⁵Sr	38	37	74,94995(24)	88(3) ms	β⁺, p (6,5 %)	⁷⁴Kr	(3/2-)
⁷⁶Sr	38	38	75,94177(4)	7,89(7) s	β⁺	⁷⁶Rb	0+
⁷⁷Sr	38	39	76,937945(10)	9,0(2) s	β⁺ (99,75 %)	⁷⁷Rb	5/2+
⁷⁷Sr	38	39	76,937945(10)	9,0(2) s	β⁺, p (0,25 %)	⁷⁶Kr	5/2+
⁷⁸Sr	38	40	77,932180(8)	159(8) s	β⁺	⁷⁸Rb	0+
⁷⁹Sr	38	41	78,929708(9)	2,25(10) min	β⁺	⁷⁹Rb	3/2(-)
⁸⁰Sr	38	42	79,924521(7)	106,3(15) min	β⁺	⁸⁰Rb	0+
⁸¹Sr	38	43	80,923212(7)	22,3(4) min	β⁺	⁸¹Rb	1/2-
⁸²Sr	38	44	81,918402(6)	25,36(3) j	CE	⁸²Rb	0+
⁸³Sr	38	45	82,917557(11)	32,41(3) h	β⁺	⁸³Rb	7/2+
^83mSr	259,15(9) keV			4,95(12) s	TI	⁸³Sr	1/2-
⁸⁴Sr	38	46	83,913425(3)	Observé stable			0+
⁸⁵Sr	38	47	84,912933(3)	64,853(8) j	CE	⁸⁵Rb	9/2+
^85mSr	238,66(6) keV			67,63(4) min	TI (86,6 %)	⁸⁵Sr	1/2-
^85mSr	238,66(6) keV			67,63(4) min	β⁺ (13,4 %)	⁸⁵Rb	1/2-
⁸⁶Sr	38	48	85,9092607309(91)	Stable			0+
^86mSr	2955,68(21) keV			455(7) ns			8+
⁸⁷Sr	38	49	86,9088774970(91)	Stable			9/2+
^87mSr	388,533(3) keV			2,815(12) h	TI (99,7 %)	⁸⁷Sr	1/2-
^87mSr	388,533(3) keV			2,815(12) h	CE (0,3 %)	⁸⁷Rb	1/2-
⁸⁸Sr	38	50	87,9056122571(97)	Stable			0+
⁸⁹Sr	38	51	88,9074507(12)	50,57(3) j	β⁻	⁸⁹Y	5/2+
⁹⁰Sr	38	52	89,907738(3)	28,90(3) a	β⁻	⁹⁰Y	0+
⁹¹Sr	38	53	90,910203(5)	9,63(5) h	β⁻	⁹¹Y	5/2+
⁹²Sr	38	54	91,911038(4)	2,66(4) h	β⁻	⁹²Y	0+
⁹³Sr	38	55	92,914026(8)	7,423(24) min	β⁻	⁹³Y	5/2+
⁹⁴Sr	38	56	93,915361(8)	75,3(2) s	β⁻	⁹⁴Y	0+
⁹⁵Sr	38	57	94,919359(8)	23,90(14) s	β⁻	⁹⁵Y	1/2+
⁹⁶Sr	38	58	95,921697(29)	1,07(1) s	β⁻	⁹⁶Y	0+
⁹⁷Sr	38	59	96,926153(21)	429(5) ms	β⁻ (99,95 %)	⁹⁷Y	1/2+
⁹⁷Sr	38	59	96,926153(21)	429(5) ms	β⁻, n (0,05 %)	⁹⁶Y	1/2+
^97m1Sr	308,13(11) keV			170(10) ns			(7/2)+
^97m2Sr	830,8(2) keV			255(10) ns			(11/2-)#
⁹⁸Sr	38	60	97,928453(28)	0,653(2) s	β⁻ (99,75 %)	⁹⁸Y	0+
⁹⁸Sr	38	60	97,928453(28)	0,653(2) s	β⁻, n (0,25 %)	⁹⁷Y	0+
⁹⁹Sr	38	61	98,93324(9)	0,269(1) s	β⁻ (99,9 %)	⁹⁹Y	3/2+
⁹⁹Sr	38	61	98,93324(9)	0,269(1) s	β⁻, n (0,1 %)	⁹⁸Y	3/2+
¹⁰⁰Sr	38	62	99,93535(14)	202(3) ms	β⁻ (99,02 %)	¹⁰⁰Y	0+
¹⁰⁰Sr	38	62	99,93535(14)	202(3) ms	β⁻, n (0,98 %)	⁹⁹Y	0+
¹⁰¹Sr	38	63	100,94052(13)	118(3) ms	β⁻ (97,63 %)	¹⁰¹Y	(5/2-)
¹⁰¹Sr	38	63	100,94052(13)	118(3) ms	β⁻, n (2,37 %)	¹⁰⁰Y	(5/2-)
¹⁰²Sr	38	64	101,94302(12)	69(6) ms	β⁻ (94,5 %)	¹⁰²Y	0+
¹⁰²Sr	38	64	101,94302(12)	69(6) ms	β⁻, n (5,5 %)	¹⁰¹Y	0+
¹⁰³Sr	38	65	102,94895(54)#	50# ms [>300 ns]	β⁻	¹⁰³Y
¹⁰⁴Sr	38	66	103,95233(75)#	30# ms [>300 ns]	β⁻	¹⁰⁴Y	0+
¹⁰⁵Sr	38	67	104,95858(75)#	20# ms [>300 ns]

Isotopes du strontium

Isotopes notables

Strontium naturel

Strontium 87

Strontium 89

Strontium 90

Table des isotopes

Remarques

Notes et références