Встречающийся в природе самарий ( 62 Sm) состоит из пяти стабильных изотопов , 144 Sm, 149 Sm, 150 Sm, 152 Sm и 154 Sm, и двух чрезвычайно долгоживущих радиоизотопов , 147 Sm (период полураспада: 1,06 × 1011 г) и 148 См (7 × 1015 лет ), при этом 152 Sm является наиболее распространенным (26,75% естественной численности ). 146 Sm также довольно долгоживущий (6,8 × 10 7 лет), но он недостаточно долгоживущий, чтобы выжить в значительных количествах с момента образования Солнечной системы на Земле, хотя он остается полезным для радиометрического датирования в Солнечной системе. как вымерший радионуклид . [3] [4]
Помимо встречающихся в природе изотопов, самыми долгоживущими радиоизотопами являются 151 Sm с периодом полураспада 88,8 лет [5] и 145 Sm с периодом полураспада 340 дней. Все оставшиеся радиоизотопы имеют период полураспада менее двух дней, а период полураспада большинства из них составляет менее 48 секунд. Этот элемент также имеет двенадцать известных изомеров , наиболее стабильными из которых являются 141m Sm (t 1/2 22,6 минуты), 143m1 Sm (t 1/2 66 секунд) и 139m Sm (t 1/2 10,7 секунды).
Долгоживущие изотопы 146 Sm, 147 Sm и 148 Sm в основном распадаются в результате альфа-распада на изотопы неодима . Более легкие нестабильные изотопы самария в основном распадаются в результате электронного захвата на изотопы прометия , а более тяжелые — в результате бета-распада на изотопы европия .
Изотопы самария используются в самарий-неодимовом датировании для определения возрастных отношений горных пород и метеоритов.
151 Sm является среднеживущим продуктом деления и действует как нейтронный поглотитель в ядерном топливном цикле . Стабильный продукт деления 149 Sm также является нейтронным поглотителем.
Самарий-149 ( 149 Sm ) является стабильным с точки зрения наблюдений изотопом самария (предсказывалось, что он распадется, но распад никогда не наблюдался, что дает ему период полураспада, по крайней мере, на несколько порядков больше, чем возраст Вселенной), и продукт деления (выход 1,0888 %), который также является ядерным ядом , поглощающим нейтроны , со значительным влиянием на работу ядерного реактора , уступающим только 135 Xe . Его нейтронное сечение составляет 40140 барн для тепловых нейтронов .