プロメチウム(Pm)のには36種類の放射性同位体が同定されていて、最も安定なPmの半減期は17.7年、Pmの半減期は5.53年、Pmの半減期は2.6234年である。その他は全て364日以内で、そのほとんどは27秒以内である。11種類の核異性体もあり、安定なものはPm (半減期 41.29日), Pm (半減期 13.8分)、Pm (半減期 7.52分)である。原子量は127.9482600から162.9535200である。最も安定なネオジムに、Pmよりも重い同位体はベータ崩壊によりサマリウムに崩壊する。原子番号83以下の元素で安定同位体を持たないのは、プロメチウムの他にはテクネチウムのみである。安定同位体が存在しないため、標準原子量は測定できない。

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