Le zinc (Zn) possède 30 isotopes connus, de nombre de masse variant de 54 à 83, ainsi que dix isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, cinq sont stables[1], 64Zn, 66Zn, 67Zn, 68Zn et 70Zn, et constituent l'ensemble du zinc naturel, le plus abondant étant 64Zn (48,3 % d'abondance naturelle). Sa masse atomique standard est de 65,409(4) u.
Vingt-cinq radioisotopes ont été caractérisés, le plus abondant et le plus stable étant 65Zn avec une demi-vie de 244,26 jours, suivis du 72Zn avec une demi-vie de 46,5 heures. Tous les autres radioisotopes ont une demi-vie de moins de 14 heures, la majorité d'entre eux inférieure à une seconde.
Parmi les radioisotopes plus légers que les isotopes stables, les plus légers (54Zn à 55Zn) se désintègrent par double émission de proton en isotopes du nickel, ceux légèrement plus lourds principalement par émission de positron (à l'exception du zinc 58 qui se désintègre par émission de positron et par émission de positron suivie d'une émission de proton), en isotopes du cuivre. Les radioisotopes les plus lourds se désintègrent par radioactivité β− en isotopes du gallium.
Le zinc a été proposé comme matériau pour « saler » des armes nucléaires (le cobalt étant un autre matériau salant plus connu). L'idée est d'avoir une enveloppe en zinc enrichi en 64Zn (stable), qui, irradié par un intense flux de neutrons à haute énergie résultant de l'explosion d'une bombe thermonucléaire, se transmuterait en radioisotope 65Zn qui possède une demi-vie de 244 jours et produit environ 1,115 MeV[2] en rayonnement gamma, ce qui accroîtrait significativement la radioactivité des retombées nucléaires dans les jours qui suivraient l'explosion. De telles armes n'ont a priori pour l'instant jamais été construites, testées ou utilisées.
Isotopes notables
Zinc naturel
Le zinc naturel est constitué des cinq isotopes stables 64Zn (prédominant), 66Zn, 67Zn, 68Zn et 70Zn (très minoritaire).
↑Isotopes stables en gras, gras et italique ceux stables à notre échelle de temps.
↑Produit final de la fusion du silicium ; sa production est endothermique et accélère l'effondrement de l'étoile.
↑Suspecté de se désintégrer par désintégration β+β+ en 64Ni avec une demi-vie supérieure à 2,3×1018 années.
↑Suspecté de subir une désintégration β−β− en 70Ge avec une demi-vie supérieure à 1,3×1016 années.
Remarques
Les valeurs marquées # ne sont pas purement dérivées des données expérimentales, mais aussi au moins en partie à partir des tendances systématiques. Les spins avec des arguments d'affectation faibles sont entre parenthèses.
Les incertitudes sont données de façon concise entre parenthèses après la décimale correspondante. Les valeurs d'incertitude dénotent un écart-type, à l'exception de la composition isotopique et de la masse atomique standard de l'IUPAC qui utilisent des incertitudes élargies[4].
Masses des isotopes données par la Commission sur les Symboles, les Unités, la Nomenclature, les Masses atomiques et les Constantes fondamentales (SUNAMCO) de l'IUPAP.
Compositions isotopiques et masses atomiques standards :
(en) J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman et P. D. P. Taylor, « Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 75, no 6, , p. 683–800 (DOI10.1351/pac200375060683, lire en ligne)
