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Isotopes du francium

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Lefrancium (Fr, numéro atomique87) ne possède aucunisotope stable, et donc aucunemasse atomique standard ne peut lui être attribué. Son radioisotope avec la plus grande durée de vie est le francium 223 (²²³Fr) qui possède unedemi-vie de 22 minutes ; c'est aussi le seul isotope naturellement présent, à l'état de traces, commeproduit de désintégration intermédiaire de l'uranium 235 (²³⁵U).

De tous les éléments dont les isotopes les plus stables ont été identifiés avec certitude, le francium est le plus instable. Seuls les éléments denuméro atomique supérieur ou égal à 106 (seaborgium) ont leur isotope le plus stable connu de durée de vie inférieure à celui du francium ; cependant, seul un petit nombre d'isotopes de ces éléments ont été découverts, il y a donc une possibilité qu'il existe des isotopes encore inconnus avec une demi-vie plus longue.

Isotopes notables

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Francium 223

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Lefrancium 223 était historiquement appelé « Actinium K » car il est le produit de désintégration alpha de l'actinium 227 (cette voie est minoritaire par rapport à la désintégration bêta) dans lachaîne de désintégration de l'uranium 235.

Place du francium^[1] dans la chaîne de désintégration de²³⁵U :

$\mathrm {{}_{\ 92}^{235}U{\xrightarrow[{7,038\times 10^{8}\ a}]{\alpha }}{}_{\ 90}^{231}Th{\xrightarrow[{25,52\ h}]{\beta ^{-}\ }}{}_{\ 91}^{231}Pa{\xrightarrow[{3,276\times 10^{4}\ a}]{\alpha }}{}_{\ 89}^{227}Ac{\begin{Bmatrix}{{\xrightarrow[{21,773\ a}]{98,62\%\beta ^{-}\ }}{}_{\ 90}^{227}Th{\xrightarrow[{18,718\ j}]{\alpha }}}\\{{\xrightarrow[{21,773\ a}]{1,38\%\alpha }}{}_{\ 87}^{223}Fr{\xrightarrow[{21,8\ min}]{\beta ^{-}\ }}}\end{Bmatrix}}{}_{\ 88}^{223}Ra}$

Table des isotopes

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Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	masse isotopique	Demi-vie	Mode(s) de désintégration^[2]^,^{[n 1]}	Isotope(s)-fils^{[n 2]}	Spin nucléaire
Symbole de l'isotope	Énergie d'excitation			Demi-vie	Mode(s) de désintégration^[2]^,^{[n 1]}	Isotope(s)-fils^{[n 2]}	Spin nucléaire
¹⁹⁹Fr	87	112	199,00726(4)	16(7) ms			1/2+#
²⁰⁰Fr	87	113	200,00657(8)	24(10) ms	α	¹⁹⁶At	3+#
^200mFr	60(110) keV			650(210) ms	α	¹⁹⁶At	10-#
^200mFr	60(110) keV			650(210) ms	TI (rare)	²⁰⁰Fr	10-#
²⁰¹Fr	87	114	201,00386(8)	67(3) ms	α (99 %)	¹⁹⁷At	(9/2-)
²⁰¹Fr	87	114	201,00386(8)	67(3) ms	β⁺ (1 %)	²⁰¹Rn	(9/2-)
²⁰²Fr	87	115	202,00337(5)	290(30) ms	α (97 %)	¹⁹⁸At	(3+)
²⁰²Fr	87	115	202,00337(5)	290(30) ms	β⁺ (3 %)	²⁰²Rn	(3+)
^202mFr	330(90)# keV			340(40) ms	α (97 %)	¹⁹⁸At	(10-)
^202mFr	330(90)# keV			340(40) ms	β⁺ (3 %)	²⁰²Rn	(10-)
²⁰³Fr	87	116	203,000925(17)	0,55(2) s	α (95 %)	¹⁹⁹At	(9/2-)#
²⁰³Fr	87	116	203,000925(17)	0,55(2) s	β⁺ (5 %)	²⁰³Rn	(9/2-)#
²⁰⁴Fr	87	117	204,000653(26)	1,7(3) s	α (96 %)	²⁰⁰At	(3+)
²⁰⁴Fr	87	117	204,000653(26)	1,7(3) s	β⁺ (4 %)	²⁰⁴Rn	(3+)
^204m1Fr	50(4) keV			2,6(3) s	α (90 %)	²⁰⁰At	(7+)
^204m1Fr	50(4) keV			2,6(3) s	β⁺ (10 %)	²⁰⁴Rn	(7+)
^204m2Fr	326(4) keV			1,7(6) s			(10-)
²⁰⁵Fr	87	118	204,998594(8)	3,80(3) s	α (99 %)	²⁰¹At	(9/2-)
²⁰⁵Fr	87	118	204,998594(8)	3,80(3) s	β⁺ (1 %)	²⁰⁵Rn	(9/2-)
²⁰⁶Fr	87	119	205,99867(3)	~16 s	β⁺ (58 %)	²⁰⁶Rn	(2+,3+)
²⁰⁶Fr	87	119	205,99867(3)	~16 s	α (42 %)	²⁰²At	(2+,3+)
^206m1Fr	190(40) keV			15,9(1) s			(7+)
^206m2Fr	730(40) keV			700(100) ms			(10-)
²⁰⁷Fr	87	120	206,99695(5)	14,8(1) s	α (95 %)	²⁰³At	9/2-
²⁰⁷Fr	87	120	206,99695(5)	14,8(1) s	β⁺ (5 %)	²⁰⁷Rn	9/2-
²⁰⁸Fr	87	121	207,99714(5)	59,1(3) s	α (90 %)	²⁰⁴At	7+
²⁰⁸Fr	87	121	207,99714(5)	59,1(3) s	β⁺ (10 %)	²⁰⁸Rn	7+
²⁰⁹Fr	87	122	208,995954(16)	50,0(3) s	α (89 %)	²⁰⁵At	9/2-
²⁰⁹Fr	87	122	208,995954(16)	50,0(3) s	β⁺ (11 %)	²⁰⁹Rn	9/2-
²¹⁰Fr	87	123	209,996408(24)	3,18(6) min	α (60 %)	²⁰⁶At	6+
²¹⁰Fr	87	123	209,996408(24)	3,18(6) min	β⁺ (40 %)	²¹⁰Rn	6+
²¹¹Fr	87	124	210,995537(23)	3,10(2) min	α (80 %)	²⁰⁷At	9/2-
²¹¹Fr	87	124	210,995537(23)	3,10(2) min	β⁺ (20 %)	²¹¹Rn	9/2-
²¹²Fr	87	125	211,996202(28)	20,0(6) min	β⁺ (57 %)	²¹²Rn	5+
²¹²Fr	87	125	211,996202(28)	20,0(6) min	α (43 %)	²⁰⁸At	5+
²¹³Fr	87	126	212,996189(8)	34,6(3) s	α (99,45 %)	²⁰⁹At	9/2-
²¹³Fr	87	126	212,996189(8)	34,6(3) s	β⁺ (0,55 %)	²¹³Rn	9/2-
²¹⁴Fr	87	127	213,998971(9)	5,0(2) ms	α	²¹⁰At	(1-)
^214m1Fr	123(6) keV			3,35(5) ms	α	²¹⁰At	(8-)
^214m2Fr	638(6) keV			103(4) ns			(11+)
^214m3Fr	6477+Y keV			108(7) ns			(33+)
²¹⁵Fr	87	128	215,000341(8)	86(5) ns	α	²¹¹At	9/2-
²¹⁶Fr	87	129	216,003198(15)	0,70(2) µs	α	²¹²At	(1-)
²¹⁶Fr	87	129	216,003198(15)	0,70(2) µs	β⁺ (2 × 10⁻⁷ %)	²¹⁶Rn	(1-)
²¹⁷Fr	87	130	217,004632(7)	16,8(19) µs	α	²¹³At	9/2-
²¹⁸Fr	87	131	218,007578(5)	1,0(6) ms	α	²¹⁴At	1-
^218m1Fr	86(4) keV			22,0(5) ms	α	²¹⁴At
^218m1Fr	86(4) keV			22,0(5) ms	TI (rare)	²¹⁸Fr
^218m2Fr	200(150)# keV						high
²¹⁹Fr	87	132	219,009252(8)	20(2) ms	α	²¹⁵At	9/2-
²²⁰Fr	87	133	220,012327(4)	27,4(3) s	α (99,65 %)	²¹⁶At	1+
²²⁰Fr	87	133	220,012327(4)	27,4(3) s	β⁻ (0,35 %)	²²⁰Ra	1+
²²¹Fr	87	134	221,014255(5)	4,9(2) min	α (99,9 %)	²¹⁷At	5/2-
					β⁻ (0,1 %)	²²¹Ra
					DC (8,79×⁻¹¹ %)	²⁰⁷Tl ¹⁴C
²²²Fr	87	135	222,017552(23)	14,2(3) min	β⁻	²²²Ra	2-
²²³Fr	87	136	223,0197359(26)	22,00(7) min	β⁻ (99,994 %)	²²³Ra	3/2(-)
²²³Fr	87	136	223,0197359(26)	22,00(7) min	α (0,006 %)	²¹⁹At	3/2(-)
²²⁴Fr	87	137	224,02325(5)	3,33(10) min	β⁻	²²⁴Ra	1-
²²⁵Fr	87	138	225,02557(3)	4,0(2) min	β⁻	²²⁵Ra	3/2-
²²⁶Fr	87	139	226,02939(11)	49(1) s	β⁻	²²⁶Ra	1-
²²⁷Fr	87	140	227,03184(11)	2,47(3) min	β⁻	²²⁷Ra	1/2+
²²⁸Fr	87	141	228,03573(22)#	38(1) s	β⁻	²²⁸Ra	2-
²²⁹Fr	87	142	229,03845(4)	50,2(4) s	β⁻	²²⁹Ra	(1/2+)#
²³⁰Fr	87	143	230,04251(48)#	19,1(5) s	β⁻	²³⁰Ra
²³¹Fr	87	144	231,04544(50)#	17,6(6) s	β⁻	²³¹Ra	(1/2+)#
²³²Fr	87	145	232,04977(69)#	5(1) s	β⁻	²³²Ra

↑Abréviations :
DC :désintégration par émission de cluster ;
TI :transition isomérique.
↑Isotopes stables en gras.

Remarques

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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 incertitudes élargies.