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質量数は、135から171までが確認されており、その中に核異性体も存在する。安定同位体は一つのみ。
| 同位体核種 | 天然存在比 | 半減期 | 崩壊 | 崩壊後生成物 |
|---|---|---|---|---|
| 135Tb | ‐ | 陽子放射 | 134Gd | |
| 136Tb | ‐ | β+崩壊 | 136Gd | |
| 137Tb | ‐ | β+崩壊 | 137Gd | |
| 138Tb | ‐ | β+崩壊 | 138Gd | |
| 139Tb | ‐ | β+崩壊 | 139Gd | |
| 140Tb | ‐ | β+崩壊 | 140Gd | |
| 141Tb | ‐ | β+崩壊 | 141Gd | |
| 142Tb | ‐ | β+崩壊 | 142Gd | |
| 143Tb | ‐ | β+崩壊 | 143Gd | |
| 144Tb | ‐ | β+崩壊 | 144Gd | |
| 145Tb | ‐ | β+崩壊 | 145Gd | |
| 146Tb | ‐ | β+崩壊 | 146Gd | |
| 147Tb | ‐ | β+崩壊 | 147Gd | |
| 148Tb | ‐ | β+崩壊 | 148Gd | |
| 148mTb | ‐ | |||
| 149Tb | ‐ | β+崩壊 | 149Gd | |
| 150Tb | ‐ | β+崩壊 | 150Gd | |
| 151Tb | ‐ | β+崩壊 | 151Gd | |
| 152Tb | ‐ | β+崩壊 | 152Gd | |
| 153Tb | ‐ | 2.34日 | EC崩壊 | 153Gd |
| β+崩壊 | 153Gd | |||
| 154Tb | ‐ | β+崩壊 | 154Gd | |
| 155Tb | ‐ | 5.32日 | EC崩壊 | 155Gd |
| 156Tb | ‐ | 5.35日 | EC崩壊 | 156Gd |
| β+崩壊 | 156Gd | |||
| 156m1Tb | ‐ | 1.02日 | ||
| 156m2Tb | ‐ | 5.00時 | ||
| 157Tb | ‐ | 71年 | EC崩壊 | 157Gd |
| 158Tb | ‐ | 180年 | EC崩壊 | 158Gd |
| β−崩壊 | 158Dy | |||
| 159Tb | 100.00% | 安定核種(中性子数94) | ||
| 160Tb | ‐ | 72.3日 | β−崩壊 | 160Dy |
| 161Tb | ‐ | 6.88日 | β−崩壊 | 161Dy |
| 162Tb | ‐ | β−崩壊 | 162Dy | |
| 163Tb | ‐ | β−崩壊 | 163Dy | |
| 164Tb | ‐ | β−崩壊 | 164Dy | |
| 165Tb | ‐ | β−崩壊 | 165Dy | |
| 166Tb | ‐ | β−崩壊 | 166Dy | |
| 167Tb | ‐ | β−崩壊 | 167Dy | |
| 168Tb | ‐ | β−崩壊 | 168Dy | |
| 169Tb | ‐ | β−崩壊 | 169Dy | |
| 170Tb | ‐ | β−崩壊 | 170Dy | |
| 171Tb | ‐ | β−崩壊 | 171Dy | |
安定核種に対し、質量数が大きすぎるまたは小さすぎる場合は複雑な崩壊となり、質量数が小さいと陽子放射、大きいと中性子放射が同時に起こることがある。
1843(天保14)年、スウェーデンのモサンダーは、イッテルビー村で採取される鉱物ガドリン石より、エルビウムと共に発見した。
具体的にはまず1794(寛政6)年、ヨハン・ガドリン(Johan Gadolin)によりストックホルム近郊のイッテルビー村で採取された鉱物に含まれる元素にイットリアと命名した。しかしこのイットリアは実際には純粋ではなく、その後の研究により、最終的には九種類もの希土類元素が含まれていた。
そしてモサンダーは、イットリアは三つの元素からなることを見出した。そこでイッテルビー村の名を三分割し、それぞれにイットリア、テルビア、エルビアと命名した。そしてそれぞれに、イットリウム(Y)、テルビウム(Tb)、エルビウム(Er)の元素名が与えられたのである。
実際にはこのテルビウムも純粋ではなかった。具体的には、次のように単離されている。
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