Isotopes du gadolinium

Le gadolinium (Gd, numéro atomique 64) possède 36 isotopes connus, de nombre de nombre de masse variant de 134 à 169 ainsi que 10 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, six sont stables, ¹⁵⁴Gd, ¹⁵⁵Gd, ¹⁵⁶Gd, ¹⁵⁷Gd, ¹⁵⁸Gd et ¹⁶⁰Gd ; ils constituent avec le radioisotope primordial ¹⁵²Gd la totalité du gadolinium naturel. Le plus abondant est ¹⁵⁸Gd (24,84 %), l'isotope stable le moins abondant est ¹⁵⁴Gd (2,18 %), et ¹⁵²Gd constitue 0,2 % du gadolinium naturel. On attribue donc au gadolinium une masse atomique standard de 157,25(3) u.

Outre le radioisotope naturel ¹⁵²G, le gadolinium possède de nombreux radioisotopes artificiels avec de longues ou moyennes demi-vies. Le plus stable d'entre eux est ¹⁵⁰Gd (1,79 Ma), suivi de ¹⁴⁸Gd (74,6 a), ¹⁵³Gd (240,4 j), ¹⁵¹Gd (124 j), ¹⁴⁶Gd (48,27 j), ¹⁴⁹Gd (9,28 j), ¹⁴⁷Gd (38,1 h), et ¹⁵⁹Gd (18,5 h). Les autres radioisotopes ont tous une demi-vie inférieure à 23 minutes, et la plupart inférieure à trente secondes.

Les 10 isomères nucléaires ont en revanche des demi-vies courtes, toutes inférieures à deux minutes, le plus stable étant ^143mGd (t_1/2 de 110 secondes).

Les radioisotopes de nombre de masse strictement inférieur à 146 (ainsi que ¹⁴⁷Gd et ¹⁴⁹Gd) se désintègrent principalement par émission de positron (β⁺) en isotopes de l'europium. Les radioisotopes intermédiaires (146 ≤ A < 154) se désintègrent eux principalement, soit par capture électronique (¹⁴⁶Gd, ¹⁵¹Gd et ¹⁵³Gd), également en isotopes de l'europium, soit par radioactivité α (¹⁴⁸Gd, ¹⁵⁰Gd ¹⁵²Gd) en isotopes du samarium. Les radioisotopes les plus lourds (A > 158) se désintègrent eux principalement par désintégration β⁻ en isotopes du terbium.