Bismuth 209

Le bismuth 209, noté Bi, est l'isotope du bismuth dont le nombre de masse est égal à 209 : son noyau atomique compte 83 protons et 126 neutrons avec un spin 9/2- pour une masse atomique de 208,9803987 g/mol. Il est caractérisé par un défaut de masse de 18 272 891 ± 2 992 eV/c et une énergie de liaison nucléaire de 1 640 244 025 ± 3 005 eV. C'est le seul isotope naturel du bismuth, ainsi que le produit de la désintégration β du plomb 209 :

${}^2{}^{09}82\mathrm{Pb}\to {}^2{}^{09}83\mathrm{Bi}+{\mathrm{e}}^{-}+\overline{{\nu }_{\mathrm{e}}}$.

Il est le produit final de la chaîne de désintégration du neptunium 237 (série 4n+1) :

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 thallium 205 par désintégration α avec une période radioactive de l'ordre de 19×10 ans (plus d'un milliard de fois l'âge de l'Univers) et une énergie de désintégration de 3,137 MeV :

${}^2{}^{09}83\mathrm{Bi}\to {}^2{}^{05}81\mathrm{Tl}+{}_2^4\mathrm{He}$.

Notes

En toute rigueur, il n'est pas le produit final de la série 4n+1 ; c'est le thallium 205.
Mais sa très longue période radioactive fait du bismuth un élément à la radioactivité infime, demeurée inaperçue jusqu'au début du siècle ; il peut donc être considéré comme stable et être manipulé et stocké sans précaution particulière en rapport avec sa radioactivité.

Le bismuth 209 n'est cependant pas l'isotope radioactif ayant la plus longue période radioactive (mesurée) : le record appartient pour l'instant au tellure 128, avec une période de double désintégration bêta estimée à 7,7×10 ans.