L'étain (Sn, numéro atomique 50 ) possède 39 isotopes connus, de nombre de masse variant de 99 à 137, et 32 isomères nucléaires. Parmi eux, 10 sont stables, ce qui fait de l'étain l'élément comportant le plus d'isotopes stables, suivi par le xénon. Les isotopes stables sont ceux de masse 112, 114 à 120, 122 et 124, ¹²⁰Sn étant les plus abondants (presque un tiers de l'étain existant) et ¹¹⁵Sn le moins abondant (0,34 %).

Les isotopes possédant un nombre de masse pair n'ont pas de spin nucléaire, ceux avec un nombre impair ont un spin de +1/2. Ainsi, avec trois isotopes communs possédant un spin, ¹¹⁵Sn, ¹¹⁷Sn et ¹¹⁹Sn, l'étain est l'un des éléments les plus faciles à détecter et à analyser par spectroscopie RMN, ses déplacements chimiques étant référencés vis-à-vis de SnMe₄^[1],[2].

Le grand nombre d'isotopes stables de l'étain est souvent attribué au fait qu'il possède 50 protons, un nombre magique en physique nucléaire.

L'étain possède 29 radioisotopes, incluant l'étain 100 (¹⁰⁰Sn), l'un des rares isotopes « doublement magique » (nombre magique de protons et de neutrons), découvert en 1994^[3],[4] et l'étain 132 (¹³²Sn). Le radioisotope à plus longue demi-vie est ¹²⁶Sn avec 230 000 ans. Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à un an.

Sur les dix isotopes stables constituant l'étain naturel, trois sont potentiellement radioactifs (¹¹²Sn, ¹²²Sn et ¹²⁴Sn), mais aucune désintégration n'a pour l'instant été observée. Les isotopes stables sont ceux de masse 112, 114 à 120, 122 et 124, ¹²⁰Sn étant le plus abondant (presque un tiers de l'étain existant) et ¹¹⁵Sn le moins abondant.

L'étain 100 (¹⁰⁰Sn) est l'isotope de l'étain dont le noyau est constitué de 50 protons et de 50 neutrons, avec un spin 0+ pour une masse atomique de 99,938 g/mol. Il est caractérisé par un excès de masse de −57 150 ± 240 keV et une énergie de liaison nucléaire de 8 251,6 ± 2,4 keV^[5]. Il est particulier pour deux raisons :

• il est constitué d'un nombre magique à la fois de protons et de neutrons (il est doublement magique) ;
• il compte de surcroît autant de neutrons que de protons, ce qui le rend déficitaire en neutrons pour un atome de cette taille, et instable avec une demi-vie de 1,1 s.

L'étain 121m est un radioisotope et isomère nucléaire de l'étain avec une demi-vie de 43,9 années.

Dans un réacteur à neutrons thermiques normal, il a un très faible rendement de produit de fission ; ainsi, cet isotope n'est pas un déchet nucléaire principal. Une fission rapide ou une fission d'un actinide lourd produira ^121mSn avec un plus haut rendement. Par exemple, son rendement à partir d'²³⁵U est de 0,0007 % par fission thermique et de 0,002 % par fission rapide^[6].

L'étain 126 (¹²⁶Sn) est le radioisotope de l'étain dont le noyau est constitué de 50 protons et de 76 neutrons. C'est l'un des sept produits de fission à vie longue. Quand l'étain 126, avec une demi-vie de 230 000 années, évolue vers une phase à faible activité massique, ce qui limite sa nuisance radioactive, son produit de désintégration à vie courte, l'antimoine 126, se met à émettre des rayons gamma à haute énergie, ce qui rend l'exposition à l'étain 126 un problème potentiel.

¹²⁶Sn est au milieu de la gamme de masse des produits de fission. Les réacteurs thermiques, qui constituent l'immense majorité des réacteurs nucléaires actuels, le produisent à très bas rendement (0,056 % à partir de ²³⁵U), car les neutrons lents provoquent presque toujours la fission d'²³⁵U ou de ²³⁹Pu en deux parties non-égales. Les fissions rapides dans les réacteurs à neutrons rapides ou les armes nucléaires, ou la fission de quelques actinides mineurs, tels que le californium, le produisent à plus haut rendement.

• Il existe des échantillons géologiques exceptionnels dont la composition isotopique est en dehors de l'échelle donnée. L'incertitude sur la masse atomique de tels spécimens peut excéder les valeurs données.
• 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.

• Masse des isotopes depuis :
  • (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nuclear Physics A, vol. 729,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du 23 septembre 2008])
• 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 and P. D. P. Taylor, « Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 75, n^o 6,‎ 2003, p. 683–800 (DOI 10.1351/pac200375060683, lire en ligne)
  • (en) M. E. Wieser, « Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 78, n^o 11,‎ 2006, p. 2051–2066 (DOI 10.1351/pac200678112051, résumé, lire en ligne)
• Demi-vies, spins et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes :
  • (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nuclear Physics A, vol. 729,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du 23 septembre 2008])
  • (en) National Nuclear Data Center, « NuDat 2.1 database », Brookhaven National Laboratory (consulté en septembre 2005)
  • (en) N. E. Holden et D. R. Lide (dir.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, 2004, 85^e éd., 2712 p. (ISBN 978-0-8493-0485-9, lire en ligne), « Table of the Isotopes », Section 11

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Isotopes of tin » (voir la liste des auteurs).

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