イッテルビウム(Yb)の同位体のうち天然には7種類の安定同位体Yb、Yb、Yb、Yb、Yb、Yb、Ybが生成する。27種類の放射性同位体が知られ、最も安定なYbの半減期は32.026日、Ybの半減期は4.185日、Ybの半減期は56.7時間である。その他は全て2時間以内で、そのほとんどは20分以内である。12種類の核異性体もあり、最も安定なものはYb (半減期46秒)である。原子量は147.9674から180.9562の間に存在し、最も安定なYbよりも軽い同位体は電子捕獲によりツリウムに、Ybよりも重い同位体はベータ崩壊によりルテチウムに崩壊する。異なるイッテルビウムの同位体がそれぞれボース分布関数、フェルミ分布関数に従うことが近年の量子光学で注目を集めている。標準原子量は173.04(3) uである。

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