ซาแมเรียม ( _62Sm ) ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติประกอบด้วยไอโซโทป เสถียร 5 ชนิด ได้แก่^144Sm , ^149Sm , ^150Sm , ^152Smและ^{154Sm และ} ไอโซโทปกัมมันตรังสีที่มีอายุยืนยาวมากอีก 2 ชนิดได้แก่^147Sm (ครึ่งชีวิต: 1.066 × 10⁹)¹¹  ย) และ ¹⁴⁸ Sm (6.3 × 10¹⁵  ปี) โดย ¹⁵² Sm เป็นชนิดที่พบมากที่สุด (26.75% ของความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติ ) ¹⁴⁶ Sm (9.20 × 10⁷  ปี) ^{[ 2 ]}มีอายุยืนยาวพอสมควร แต่อายุไม่ยืนยาวพอที่จะคงอยู่ได้ในปริมาณมากตั้งแต่การก่อตัวของระบบสุริยะบนโลก แม้ว่าจะยังคงมีประโยชน์ในการหาอายุด้วยวิธีเรดิโอเมตริกในระบบสุริยะในฐานะด์ กัมมันตรังสี ที่สูญพันธุ์ไปแล้ว^{[ 5 ]}เป็นนิวไคลด์ที่มีอายุยืนยาวที่สุดที่ยังไม่ได้รับการยืนยันว่าเป็นนิวไคลด์ดั้งเดิมความไม่เสถียรของมันเกิดจากการมีนิวตรอน 84 ตัว (มากกว่า 82 สองตัว ซึ่งเป็นเลขมหัศจรรย์ที่สอดคล้องกับการจัดเรียงนิวตรอนที่เสถียร) ดังนั้นมันอาจปล่อยอนุภาคอัลฟา (ซึ่งมีนิวตรอน 2 ตัว) เพื่อสร้างนีโอไดเมียม-142 ที่มีนิวตรอน 82 ตัว

นอกจากนั้น ไอโซโทปรังสีที่มีอายุยืนยาวที่สุดคือ¹⁵¹ Sm ซึ่งมีครึ่งชีวิต 94.6 ปี^{[ 6 ]}และ¹⁴⁵ Sm ซึ่งมีครึ่งชีวิต 340 วัน ไอโซโทปรังสีที่เหลือทั้งหมด ตั้งแต่¹²⁹ Sm ถึง¹⁶⁸ Sm มีครึ่งชีวิตน้อยกว่าสองวัน และส่วนใหญ่มีครึ่งชีวิตน้อยกว่า 48 วินาที ไอโซเมอร์ ที่เสถียรที่สุดที่รู้จัก คือ^141m Sm (ครึ่งชีวิต 22.6 นาที)

ไอโซโทปที่มีอายุยืนยาว¹⁴⁶ Sm, ¹⁴⁷ Sm และ¹⁴⁸ Sm จะสลายตัวโดย การปล่อย อัลฟาไปเป็นไอโซโทปของนีโอดีเมียมไอโซโทปที่ไม่เสถียรที่เบากว่าของซาแมเรียมส่วนใหญ่จะสลายตัวโดยการจับอิเล็กตรอนไปเป็นไอโซโทปของโพรมีเทียมในขณะที่ไอโซโทปที่หนักกว่าจะสลายตัวโดยการสลายตัวแบบเบตาไปเป็นไอโซโทปของยูโรเปียมเอกสารปี 2012 ^{[ 7 ]}การแก้ไขครึ่งชีวิตโดยประมาณของ¹⁴⁶ Sm จาก 10.3(5)×10 ⁷  ปี เป็น 6.8(7)×10 ⁷  ปี ถูกถอนออก (เนื่องจากความผิดพลาดในการทดลอง) ในปี 2023 ^{[ 7 ] [ 8 ]}และค่าปัจจุบันที่แม่นยำกว่าได้รับการเผยแพร่ในภายหลัง

ไอโซโทป^147Smใช้ในการหาอายุด้วยวิธีซาแมเรียม-นีโอดีเมียมและดังที่กล่าวไว้ ไอโซโทป ^146Sm ที่สูญพันธุ์ไปแล้ว ก็สามารถใช้ในการหาอายุได้เช่นกัน

^{ไอโซโทป 151Sm}เป็นผลิตภัณฑ์ฟิสชันที่มีอายุปานกลางและทำหน้าที่เป็นตัวดูดซับนิวตรอนในวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ส่วนไอโซโทป ^{149Sm ซึ่งเป็น} ผลิตภัณฑ์ฟิสชัน ที่เสถียรก็เป็นตัวดูดซับนิวตรอนเช่นกัน

ซาแมเรียมเป็นธาตุที่เบาที่สุดที่มีเลขอะตอม เป็นเลขคู่ และไม่มีไอโซโทปที่เสถียรตามทฤษฎี (ไอโซโทปทั้งหมดของมันสามารถสลายตัวได้ทางพลังงานใน โหมด อัลฟาเบตาหรือดับเบิลเบตา ) ธาตุอื่นๆ ที่มีคุณสมบัติเช่นเดียวกัน ได้แก่ ธาตุที่มีเลขอะตอมมากกว่า 66 ( เช่น ไดสโปรเซียมซึ่งมีนิวไคลด์ที่เสถียรตามทฤษฎีที่หนักที่สุด คือ¹⁶⁴ Dy)

ซาแมเรียม-149 ( ^¹⁴⁹Sm ) เป็นไอโซโทปของซาแมเรียม ที่มีเสถียรภาพในการสังเกต (คาดว่าจะสลายตัว แต่ไม่เคยมีการสังเกตการสลายตัวใดๆ ทำให้มีครึ่งชีวิตยาวนานกว่าอายุของจักรวาลอย่างน้อยหลายอันดับ) และเป็นผลผลิตจากห่วงโซ่การสลายตัวของสารฟิสชัน^¹⁴⁹Nd (ผลผลิต 1.0888%) ^¹⁴⁹Smเป็นสารพิษนิวเคลียร์ที่ดูดซับนิวตรอนและมีผลกระทบอย่างมากต่อ การทำงานของ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์รองจาก ¹³⁵Xe เท่านั้น^{พื้นที่}หน้าตัดนิวตรอนของมันคือ 40140 บาร์นสำหรับ นิวตรอนความร้อน

ความเข้มข้นสมดุล (และผลกระทบจากการเป็นพิษ) จะค่อยๆ เพิ่มขึ้นจนถึงค่าสมดุลในเวลาประมาณ 500 ชั่วโมง (ประมาณ 20 วัน) ของการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ และเนื่องจาก^149Smมีเสถียรภาพ ความเข้มข้นจึงคงที่โดยพื้นฐานในระหว่างการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ต่อไป ซึ่งแตกต่างจากซีนอน-135ที่สะสมจากการสลายตัวแบบเบตาของไอโอดีน-135 ( ผลิตภัณฑ์ฟิสชันที่ มีอายุสั้น) และมีภาคตัดขวางนิวตรอนสูง แต่ตัวมันเองสลายตัวด้วยครึ่งชีวิต 9.2 ชั่วโมง ( ดังนั้นจึงไม่คงความเข้มข้นคงที่นานหลังจากปิดเครื่องปฏิกรณ์) ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าหลุมซีนอน

ซาแมเรียม-151 ( ^¹⁵¹Sm ) มีครึ่งชีวิต 94.6 ปี เกิดการสลายตัวแบบเบตาพลังงานต่ำ และมีผลผลิตจากการแตกตัว ของนิวตรอนความร้อนและ ^²³⁵Uอยู่ที่ 0.4203% ซึ่งคิดเป็นประมาณ 39% ของ ผลผลิตของ ^¹⁴⁹Smผลผลิตของ^²³⁹Pu จะสูง กว่า เล็กน้อย

ค่าภาคตัดขวางการดูดกลืนนิวตรอน ของ ^151Smสำหรับนิวตรอนความร้อนนั้นสูงถึง 15,200 บาร์ น ซึ่งคิดเป็นประมาณ 38% ของค่าภาคตัดขวางการดูดกลืนของ 149Sm หรือประมาณ 20 เท่าของ^235Uเนื่องจากอัตราส่วนระหว่างอัตราการผลิตและการดูดกลืนของ^151Smและ^149Smเกือบเท่ากัน ไอโซโทปทั้งสองจึงควรมีระดับความเข้มข้นสมดุลที่ใกล้เคียงกัน เนื่องจาก^149Smถึงระดับสมดุลในเวลาประมาณ 500 ชั่วโมง (20 วัน) ^151Smจึงควรถึงระดับสมดุลในเวลาประมาณ 50 วัน ซึ่งยังสั้นกว่าครึ่งชีวิตของกัมมันตภาพรังสีมาก การสลายตัวจึงแทบไม่มีผลกระทบต่อสมดุลนี้ในขณะที่อยู่ในเครื่องปฏิกรณ์

เนื่องจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ถูกใช้เป็นเวลาหลายปี ( การเผาไหม้ ) ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ปริมาณสุดท้ายของ¹⁵¹ Sm ในเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วเมื่อปล่อยทิ้งจึงเป็นเพียงเศษส่วนเล็กน้อยของ¹⁵¹ Sm ทั้งหมดที่ผลิตขึ้นระหว่างการใช้เชื้อเพลิง จากการศึกษาหนึ่งพบว่า สัดส่วนมวลของ¹⁵¹ Sm ในเชื้อเพลิงใช้แล้วอยู่ที่ประมาณ 0.0025 สำหรับเชื้อเพลิง MOX ที่มีปริมาณมาก และประมาณครึ่งหนึ่งของเชื้อเพลิงยูเรเนียม ซึ่งน้อยกว่าสัดส่วนมวลประมาณ 0.15 ของผลิตภัณฑ์ฟิสชันอายุปานกลาง¹³⁷ Cs ประมาณสอง อันดับ^{[ 16 ]}พลังงานการสลายตัวของ¹⁵¹ Sm ยังน้อยกว่า¹³⁷ Cs ประมาณหนึ่งอันดับ ผลผลิตต่ำ อัตราการอยู่รอดต่ำ และพลังงานการสลายตัว ต่ำ หมายความว่า¹⁵¹ Sm มี ผลกระทบ ต่อกากนิวเคลียร์ น้อยมากเมื่อเทียบกับ ผลิตภัณฑ์ฟิสชันอายุปานกลาง หลักสองชนิดคือ ¹³⁷ Cs และ⁹⁰ Sr

• เอกสารข้อมูล ANL

ซาแมเรียม-153 ( ^153Sm ) มีครึ่งชีวิต 46.285 ชั่วโมง โดยสลายตัวแบบ β− ^กลายเป็น^153Eu ที่เสถียร ในฐานะ ที่เป็นส่วนประกอบของซาแมเรียมเลกซิโดรแนมจึงใช้ในการบรรเทาอาการของมะเร็งกระดูก [ ^{17 ] ร่างกาย}จะจัดการกับมันในลักษณะเดียวกับแคลเซียม และมันจะไปสะสมอยู่ในกระดูก อย่าง เลือกสรร

ผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากปฏิกิริยาของธาตุอื่นนอกเหนือจากซามาเรียม

• ไอโซโทปของยูโรเปียม
• ไอโซโทปของโพรมีเทียม
• ไอโซโทปของนีโอไดเมียม