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자연계에 존재하는 네오디뮴의 동위 원소는 ¹⁴²Nd, ¹⁴³Nd, ¹⁴⁴Nd, ¹⁴⁵Nd, ¹⁴⁶Nd, ¹⁴⁸Nd, ¹⁵⁰Nd이 존재한다.

이들 중 ¹⁴⁴Nd, ¹⁵⁰Nd은 긴 반감기를 가지고 있는 방사성 동위 원소이다.

¹⁴³Nd은 네오디뮴-사마륨 연대측정에 이용된다.

표

핵자 수	Z(p)	N(n)	동위 원소 질량 (u)	반감기^{[n 1]}	붕괴 방식^[1]^{[n 2]}	붕괴 생성 동위 원소^{[n 3]}	핵 스핀	자연계에 존재하는 동위 원소 범위 (몰 분율)	자연계에 존재하는 최대 범위 (몰 분율)
핵자 수	들뜬 에너지			반감기^{[n 1]}	붕괴 방식^[1]^{[n 2]}	붕괴 생성 동위 원소^{[n 3]}	핵 스핀	자연계에 존재하는 동위 원소 범위 (몰 분율)	자연계에 존재하는 최대 범위 (몰 분율)
¹²⁴Nd	60	64	123.95223(64)#	500# ms			0+
¹²⁵Nd	60	65	124.94888(43)#	600(150) ms			5/2(+#)
¹²⁶Nd	60	66	125.94322(43)#	1# s [>200 ns]	β⁺	¹²⁶Pr	0+
¹²⁷Nd	60	67	126.94050(43)#	1.8(4) s	β⁺	¹²⁷Pr	5/2+#
¹²⁷Nd	60	67	126.94050(43)#	1.8(4) s	β⁺, p (드묾)	¹²⁶Ce	5/2+#
¹²⁸Nd	60	68	127.93539(21)#	5# s	β⁺	¹²⁸Pr	0+
¹²⁸Nd	60	68	127.93539(21)#	5# s	β⁺, p (드묾)	¹²⁷Ce	0+
¹²⁹Nd	60	69	128.93319(22)#	4.9(2) s	β⁺	¹²⁹Pr	5/2+#
¹²⁹Nd	60	69	128.93319(22)#	4.9(2) s	β⁺, p (드묾)	¹²⁸Ce	5/2+#
¹³⁰Nd	60	70	129.92851(3)	21(3) s	β⁺	¹³⁰Pr	0+
¹³¹Nd	60	71	130.92725(3)	33(3) s	β⁺	¹³¹Pr	(5/2)(+#)
¹³¹Nd	60	71	130.92725(3)	33(3) s	β⁺, p (드묾)	¹³⁰Ce	(5/2)(+#)
¹³²Nd	60	72	131.923321(26)	1.56(10) min	β⁺	¹³²Pr	0+
¹³³Nd	60	73	132.92235(5)	70(10) s	β⁺	¹³³Pr	(7/2+)
^133m1Nd	127.97(11) keV			~70 s	β⁺	¹³³Pr	(1/2)+
^133m2Nd	176.10(10) keV			~300 ns			(9/2-)
¹³⁴Nd	60	74	133.918790(13)	8.5(15) min	β⁺	¹³⁴Pr	0+
^134mNd	2293.1(4) keV			410(30) µs			(8)-
¹³⁵Nd	60	75	134.918181(21)	12.4(6) min	β⁺	¹³⁵Pr	9/2(-)
^135mNd	65.0(2) keV			5.5(5) min	β⁺	¹³⁵Pr	(1/2+)
¹³⁶Nd	60	76	135.914976(13)	50.65(33) min	β⁺	¹³⁶Pr	0+
¹³⁷Nd	60	77	136.914567(12)	38.5(15) min	β⁺	¹³⁷Pr	1/2+
^137mNd	519.43(17) keV			1.60(15) s	IT	¹³⁷Nd	(11/2-)
¹³⁸Nd	60	78	137.911950(13)	5.04(9) h	β⁺	¹³⁸Pr	0+
^138mNd	3174.9(4) keV			410(50) ns			(10+)
¹³⁹Nd	60	79	138.911978(28)	29.7(5) min	β⁺	¹³⁹Pr	3/2+
^139m1Nd	231.15(5) keV			5.50(20) h	β⁺ (88.2%)	¹³⁹Pr	11/2-
^139m1Nd	231.15(5) keV			5.50(20) h	IT (11.8%)	¹³⁹Nd	11/2-
^139m2Nd	2570.9+X keV			>=141 ns
¹⁴⁰Nd	60	80	139.90955(3)	3.37(2) d	ε	¹⁴⁰Pr	0+
^140mNd	2221.4(1) keV			600(50) µs			7-
¹⁴¹Nd	60	81	140.909610(4)	2.49(3) h	β⁺	¹⁴¹Pr	3/2+
^141mNd	756.51(5) keV			62.0(8) s	IT (99.95%)	¹⁴¹Nd	11/2-
^141mNd	756.51(5) keV			62.0(8) s	β⁺ (0.05%)	¹⁴¹Pr	11/2-
¹⁴²Nd	60	82	141.9077233(25)	안정^{[n 4]}			0+	0.272(5)	0.2680-0.2730
¹⁴³Nd^{[n 5]}^{[n 6]}	60	83	142.9098143(25)	안정^{[n 7]}			7/2-	0.122(2)	0.1212-0.1232
¹⁴⁴Nd^{[n 5]}^{[n 8]}	60	84	143.9100873(25)	2.29(16)×10¹⁵ a	α	¹⁴⁰Ce	0+	0.238(3)	0.2379-0.2397
¹⁴⁵Nd^{[n 5]}	60	85	144.9125736(25)	관찰 안정^{[n 9]}			7/2-	0.083(1)	0.0823-0.0835
¹⁴⁶Nd^{[n 5]}	60	86	145.9131169(25)	안정^{[n 10]}			0+	0.172(3)	0.1706-0.1735
¹⁴⁷Nd^{[n 5]}	60	87	146.9161004(25)	10.98(1) d	β^-	¹⁴⁷Pm	5/2-
¹⁴⁸Nd^{[n 5]}	60	88	147.916893(3)	관찰 안정^{[n 11]}			0+	0.057(1)	0.0566-0.0578
¹⁴⁹Nd^{[n 5]}	60	89	148.920149(3)	1.728(1) h	β^-	¹⁴⁸Pm	5/2-
¹⁵⁰Nd^{[n 5]}^{[n 8]}	60	90	149.920891(3)	6.7(7)×10¹⁸ a	β^-β^-	¹⁵⁰Sm	0+	0.056(2)	0.0553-0.0569
¹⁵¹Nd	60	91	150.923829(3)	12.44(7) min	β^-	¹⁵¹Pm	3/2+
¹⁵²Nd	60	92	151.924682(26)	11.4(2) min	β^-	¹⁵²Pm	0+
¹⁵³Nd	60	93	152.927698(29)	31.6(10) s	β^-	¹⁵³Pm	(3/2)-
¹⁵⁴Nd	60	94	153.92948(12)	25.9(2) s	β^-	¹⁵⁴Pm	0+
^154m1Nd	480(150)# keV			1.3(5) µs
^154m2Nd	1349(10) keV			>1 µs			(5-)
¹⁵⁵Nd	60	95	154.93293(16)#	8.9(2) s	β^-	¹⁵⁵Pm	3/2-#
¹⁵⁶Nd	60	96	155.93502(22)	5.49(7) s	β^-	¹⁵⁶Pm	0+
^156mNd	1432(5) keV			135 ns			5-
¹⁵⁷Nd	60	97	156.93903(21)#	2# s [>300 ns]	β^-	¹⁵⁷Pm	5/2-#
¹⁵⁸Nd	60	98	157.94160(43)#	700# ms [>300 ns]	β^-	¹⁵⁸Pm	0+
¹⁵⁹Nd	60	99	158.94609(54)#	500# ms	β^-	¹⁵⁹Pm	7/2+#
¹⁶⁰Nd	60	100	159.94909(64)#	300# ms	β^-	¹⁶⁰Pm	0+
¹⁶¹Nd	60	101	160.95388(75)#	200# ms	β^-	¹⁶¹Pm	1/2-#