# Isotopes de l'hafnium

L'hafnium (Hf, numéro atomique 72) possède 36 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 153 et 188, ainsi que 27 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, cinq sont stables, $^{176}$Hf, $^{177}$Hf, $^{178}$Hf, $^{179}$Hf et $^{180}$Hf ; ils constituent avec $^{174}$Hf, un radioisotope quasi stable, la totalité du hafnium naturel, dans des proportions variant de 0,16 ($^{174}$Hf) à 35% ($^{180}$Hf). Comme tous les éléments plus lourds que le zirconium, l'hafnium est théoriquement instable, et tous ses isotopes stables sont soupçonnés d'être faiblement radioactifs, se désintégrant par émission α en isotopes de l'ytterbium correspondants. On attribue au hafnium une masse atomique standard de 178,49(2) u.
Parmi les radioisotopes artificiels caractérisés, les plus stables sont $^{182}$Hf (demi-vie de 8,9 × 10$^6$ années), $^{172}$Hf (1,87 années), $^{175}$Hf (70 jours) et $^{181}$Hf (42,39 jours). Tous les autres radioisotopes ont une demi-vie inférieure à un jour, et la plupart inférieure à une heure.
Parmi les nombreux isomères nucléaires, les plus stables sont $^{178m2}$Hf (t$_{1/2}$ de 31 années) et $^{179m2}$Hf (t$_{1/2}$ de 25,05 jours).
Les radioisotopes les plus légers (A ≤ 162) se désintègrent soit par émission de positron (β$^+$) en isotopes du lutécium soit par émission α en isotopes de l'ytterbium, dans des proportions très variables selon les isotopes. Les radioisotopes plus lourds, mais plus légers que les isotopes stables (163 ≤A ≤ 174) se désintègrent eux par émission de positron (β$^+$) en isotopes du lutécium, à l'exception de $^{170}$Hf et $^{182}$Hf qui se désintègrent par capture électronique (également en isotopes du lutécium), ainsi que de $^{174}$Hf qui se désintègre par émission α. Les radioisotopes plus lourds que les isotopes stables se désintègrent tous par désintégration β$^−$ en isotopes du tantale.

## Isotopes remarquables
### Hafnium naturel

Les cinq isotopes stables, $^{176}$Hf, $^{177}$Hf, $^{178}$Hf, $^{179}$Hf et $^{180}$Hf, représentent la quasi-totalité de l'hafnium naturel. $^{174}$Hf est le seul radioisotope primordial (demi-vie de 2 × 10$^{15}$ années — plus de 100 000 fois l'âge de l'univers) présent dans la nature.
| Isotope | Abondance (pourcentage molaire) | Gamme de variation naturelle |
| $^{174}$Hf | 0,16 (1) % | 0,1619 - 0,1621 % |
| $^{176}$Hf | 5,26 (7) % | 5,206 - 5,271 % |
| $^{177}$Hf | 18,60 (9) % | 18,593 - 18,606 % |
| $^{178}$Hf | 27,28 (7) % | 27,278 - 27,297 % |
| $^{179}$Hf | 13,62 (2) % | 13,619 - 13,630 % |
| $^{180}$Hf | 35,08 (16) % | 35,076 - 35,100 % |

### Hafnium 182

Avec une demi-vie de 8,91 Ma, l'hafnium 182 fait partie du petit groupe des radioactivités éteintes. Sa désintégration est mise à profit pour dater certains événements du Système solaire primitif (datation hafnium-tungstène).

## Table des isotopes

| Symbole de l'isotope | Z (p) | N (n) | Masse isotopique (u) | Demi-vie | Mode(s) de désintégration$^,$ | Isotope(s)-fils | Spin nucléaire |
| Spin nucléaire |||
| $^{153}$Hf | 72 | 81 | 152,97069(54)# | 400# ms [>200 ns] | | | 1/2+# |
| $^{153m}$Hf | 750(100)# keV | 750(100)# keV | 750(100)# keV | 500# ms | | | 11/2-# |
| $^{154}$Hf | 72 | 82 | 153,96486(54)# | 2(1) s | β$^+$ | $^{154}$Lu | 0+ |
| $^{154}$Hf | 72 | 82 | 153,96486(54)# | 2(1) s | α (rare) | $^{150}$Yb | 0+ |
| $^{155}$Hf | 72 | 83 | 154,96339(43)# | 890(120) ms | β$^+$ | $^{155}$Lu | 7/2-# |
| $^{155}$Hf | 72 | 83 | 154,96339(43)# | 890(120) ms | α (rare) | $^{151}$Yb | 7/2-# |
| $^{156}$Hf | 72 | 84 | 155,95936(22) | 23(1) ms | α (97%) | $^{152}$Yb | 0+ |
| $^{156}$Hf | 72 | 84 | 155,95936(22) | 23(1) ms | β$^+$ (3%) | $^{156}$Lu | 0+ |
| $^{156m}$Hf | 1959,0(10) keV | 1959,0(10) keV | 1959,0(10) keV | 480(40) µs | | | 8+ |
| $^{157}$Hf | 72 | 85 | 156,95840(21)# | 115(1) ms | α (86%) | $^{153}$Yb | 7/2- |
| $^{157}$Hf | 72 | 85 | 156,95840(21)# | 115(1) ms | β$^+$ (14%) | $^{157}$Lu | 7/2- |
| $^{158}$Hf | 72 | 86 | 157,954799(19) | 2,84(7) s | β$^+$ (55%) | $^{158}$Lu | 0+ |
| $^{158}$Hf | 72 | 86 | 157,954799(19) | 2,84(7) s | α (45%) | $^{154}$Yb | 0+ |
| $^{159}$Hf | 72 | 87 | 158,953995(18) | 5,20(10) s | β$^+$ (59%) | $^{159}$Lu | 7/2-# |
| $^{159}$Hf | 72 | 87 | 158,953995(18) | 5,20(10) s | α (41%) | $^{155}$Yb | 7/2-# |
| $^{160}$Hf | 72 | 88 | 159,950684(12) | 13,6(2) s | β$^+$ (99,3%) | $^{160}$Lu | 0+ |
| $^{160}$Hf | 72 | 88 | 159,950684(12) | 13,6(2) s | α (0,7%) | $^{156}$Yb | 0+ |
| $^{161}$Hf | 72 | 89 | 160,950275(24) | 18,2(5) s | β$^+$ (99,7%) | $^{161}$Lu | 3/2-# |
| $^{161}$Hf | 72 | 89 | 160,950275(24) | 18,2(5) s | α (0,3%) | $^{157}$Yb | 3/2-# |
| $^{162}$Hf | 72 | 90 | 161,94721(1) | 39,4(9) s | β$^+$ (99,99%) | $^{162}$Lu | 0+ |
| $^{162}$Hf | 72 | 90 | 161,94721(1) | 39,4(9) s | α (0,008%) | $^{158}$Yb | 0+ |
| $^{163}$Hf | 72 | 91 | 162,94709(3) | 40,0(6) s | β$^+$ | $^{163}$Lu | 3/2-# |
| $^{163}$Hf | 72 | 91 | 162,94709(3) | 40,0(6) s | α (10$^{−4}$ %) | $^{159}$Yb | 3/2-# |
| $^{164}$Hf | 72 | 92 | 163,944367(22) | 111(8) s | β$^+$ | $^{164}$Lu | 0+ |
| $^{165}$Hf | 72 | 93 | 164,94457(3) | 76(4) s | β$^+$ | $^{165}$Lu | (5/2-) |
| $^{166}$Hf | 72 | 94 | 165,94218(3) | 6,77(30) min | β$^+$ | $^{166}$Lu | 0+ |
| $^{167}$Hf | 72 | 95 | 166,94260(3) | 2,05(5) min | β$^+$ | $^{167}$Lu | (5/2)- |
| $^{168}$Hf | 72 | 96 | 167,94057(3) | 25,95(20) min | β$^+$ | $^{168}$Lu | 0+ |
| $^{169}$Hf | 72 | 97 | 168,94126(3) | 3,24(4) min | β$^+$ | $^{169}$Lu | (5/2)- |
| $^{170}$Hf | 72 | 98 | 169,93961(3) | 16,01(13) h | CE | $^{170}$Lu | 0+ |
| $^{171}$Hf | 72 | 99 | 170,94049(3) | 12,1(4) h | β$^+$ | $^{171}$Lu | 7/2(+) |
| $^{171m}$Hf | 21,93(9) keV | 21,93(9) keV | 21,93(9) keV | 29,5(9) s | TI | $^{171}$Hf | 1/2(-) |
| $^{172}$Hf | 72 | 100 | 171,939448(26) | 1,87(3) a | CE | $^{172}$Lu | 0+ |
| $^{172m}$Hf | 2005,58(11) keV | 2005,58(11) keV | 2005,58(11) keV | 163(3) ns | | | (8-) |
| $^{173}$Hf | 72 | 101 | 172,94051(3) | 23,6(1) h | β$^+$ | $^{173}$Lu | 1/2- |
| $^{174}$Hf | 72 | 102 | 173,940046(3) | 2,0(4)×10$^{15}$ a | α | $^{170}$Yb | 0+ |
| $^{174m1}$Hf | 1 549,3 keV | 1 549,3 keV | 1 549,3 keV | 138(4) ns | | | (6+) |
| $^{174m2}$Hf | 1797,5(20) keV | 1797,5(20) keV | 1797,5(20) keV | 2,39(4) µs | | | (8-) |
| $^{174m3}$Hf | 1 797,5 keV | 1 797,5 keV | 1 797,5 keV | 2,39(4) µs | | | (8-) |
| $^{174m4}$Hf | 3 311,7 keV | 3 311,7 keV | 3 311,7 keV | 3,7(2) µs | | | (14+) |
| $^{175}$Hf | 72 | 103 | 174,941509(3) | 70(2) j | β$^+$ | $^{175}$Lu | 5/2- |
| $^{176}$Hf | 72 | 104 | 175,9414086(24) | Observé stable | Observé stable | Observé stable | 0+ |
| $^{177}$Hf | 72 | 105 | 176,9432207(23) | Observé stable | Observé stable | Observé stable | 7/2- |
| $^{177m1}$Hf | 1315,4504(8) keV | 1315,4504(8) keV | 1315,4504(8) keV | 1,09(5) s | | | 23/2+ |
| $^{177m2}$Hf | 1342,38(20) keV | 1342,38(20) keV | 1342,38(20) keV | 55,9(12) µs | | | (19/2-) |
| $^{177m3}$Hf | 2740,02(15) keV | 2740,02(15) keV | 2740,02(15) keV | 51,4(5) min | | | 37/2- |
| $^{178}$Hf | 72 | 106 | 177,9436988(23) | Observé stable | Observé stable | Observé stable | 0+ |
| $^{178m1}$Hf | 1147,423(5) keV | 1147,423(5) keV | 1147,423(5) keV | 4,0(2) s | | | 8- |
| $^{178m2}$Hf | 2445,69(11) keV | 2445,69(11) keV | 2445,69(11) keV | 31(1) a | | | 16+ |
| $^{178m3}$Hf | 2573,5(5) keV | 2573,5(5) keV | 2573,5(5) keV | 68(2) µs | | | (14-) |
| $^{179}$Hf | 72 | 107 | 178,9458161(23) | Observé stable | Observé stable | Observé stable | 9/2+ |
| $^{179m1}$Hf | 375,0367(25) keV | 375,0367(25) keV | 375,0367(25) keV | 18,67(4) s | | | 1/2- |
| $^{179m2}$Hf | 1105,84(19) keV | 1105,84(19) keV | 1105,84(19) keV | 25,05(25) j | | | 25/2- |
| $^{180}$Hf | 72 | 108 | 179,9465500(23) | Observé stable | Observé stable | Observé stable | 0+ |
| $^{180m1}$Hf | 1141,48(4) keV | 1141,48(4) keV | 1141,48(4) keV | 5,47(4) h | | | 8- |
| $^{180m2}$Hf | 1374,15(4) keV | 1374,15(4) keV | 1374,15(4) keV | 0,57(2) µs | | | (4-) |
| $^{180m3}$Hf | 2425,8(10) keV | 2425,8(10) keV | 2425,8(10) keV | 15(5) µs | | | (10+) |
| $^{180m4}$Hf | 2486,3(9) keV | 2486,3(9) keV | 2486,3(9) keV | 10(1) µs | | | 12+ |
| $^{180m5}$Hf | 2538,3(12) keV | 2538,3(12) keV | 2538,3(12) keV | >10 µs | | | (14+) |
| $^{180m6}$Hf | 3599,3(18) keV | 3599,3(18) keV | 3599,3(18) keV | 90(10) µs | | | (18-) |
| $^{181}$Hf | 72 | 109 | 180,9491012(23) | 42,39(6) j | β$^−$ | $^{181}$Ta | 1/2- |
| $^{181m1}$Hf | 595(3) keV | 595(3) keV | 595(3) keV | 80(5) µs | | | (9/2+) |
| $^{181m2}$Hf | 1040(10) keV | 1040(10) keV | 1040(10) keV | ~100 µs | | | (17/2+) |
| $^{181m3}$Hf | 1738(10) keV | 1738(10) keV | 1738(10) keV | 1,5(5) ms | | | (27/2-) |
| $^{182}$Hf | 72 | 110 | 181,950554(7) | 8,90(9)×10$^6$ a | β$^−$ | $^{182}$Ta | 0+ |
| $^{182m}$Hf | 1172,88(18) keV | 1172,88(18) keV | 1172,88(18) keV | 61,5(15) min | β$^−$ (58%) | $^{182}$Ta | 8- |
| $^{182m}$Hf | 1172,88(18) keV | 1172,88(18) keV | 1172,88(18) keV | 61,5(15) min | TI (42%) | $^{182}$Hf | 8- |
| $^{183}$Hf | 72 | 111 | 182,95353(3) | 1,067(17) h | β$^−$ | $^{183}$Ta | (3/2-) |
| $^{184}$Hf | 72 | 112 | 183,95545(4) | 4,12(5) h | β$^−$ | $^{184}$Ta | 0+ |
| $^{184m}$Hf | 1272,4(4) keV | 1272,4(4) keV | 1272,4(4) keV | 48(10) s | β$^−$ | $^{184}$Ta | 8- |
| $^{185}$Hf | 72 | 113 | 184,95882(21)# | 3,5(6) min | β$^−$ | $^{185}$Ta | 3/2-# |
| $^{186}$Hf | 72 | 114 | 185,96089(32)# | 2,6(12) min | β$^−$ | $^{186}$Ta | 0+ |
| $^{187}$Hf | 72 | 115 | 186,96459(43)# | 30# s [>300 ns] | | | |
| $^{188}$Hf | 72 | 116 | 187,96685(54)# | 20# s [>300 ns] | | | 0+ |
* ↑ En gras pour les isotopes avec des demi-vies plus grandes que l'âge de l'univers (presque stables).
* ↑ Abréviations : CE : capture électronique ; TI : transition isomérique.
* ↑ Isotopes stables en gras.
* ↑ Radionucléide primordial.
* ↑ Utilisé en datation radiométrique par le lutécium-hafnium.
* ↑ Soupçonné de se désintégrer par émission α en $^{172}$Yb.
* ↑ Soupçonné de se désintégrer par émission α en $^{173}$Yb.
* ↑ Soupçonné de se désintégrer par émission α en $^{174}$Yb.
* ↑ Soupçonné de se désintégrer par émission α en $^{175}$Yb.
* ↑ Soupçonné de se désintégrer par émission α en $^{176}$Yb.
* ↑ Soupçonné d'être naturellement présent comme produits de désintégration α de $^{186}$W (pour l'instant classifié comme stable).

### Remarques

* L'évaluation de la composition isotopique est valable pour la plupart des échantillons commerciaux, mais pas pour tous.
* 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.