Le thulium (Tm) possède 35 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 145 et 179, ainsi que 26 isomères nucléaires. Parmi eux, un seul est stable, ¹⁶⁹Tm, et représente l'intégralité du thulium naturel, faisant du thulium un élément monoisotopique et un élément mononucléidique. La masse atomique standard du thulium est donc la masse isotopique de ¹⁶⁹Tm, soit 168,934 22(2) u^[1].

Parmi les 34 radioisotopes qui ont été décrits, les plus stables sont ¹⁷¹Tm, avec une demi-vie de 1,92 an, ¹⁷⁰Tm (128,6 jours), ¹⁶⁸Tm (93,1 jours) et ¹⁶⁷Tm (9,25 jours). Des isomères nucléaires, le plus stable est ^164mTm (t_1/2 = 5,1 minutes).

Les radioisotopes plus légers que ¹⁶⁹Tm se désintègrent principalement par émission de positron (β⁺) en isotopes de l'erbium, à plusieurs exceptions :

• les deux radioisotopes les plus légers se désintègrent principalement par émission de proton, également en isotopes de l'erbium ;
• pour les isotopes allant de ¹⁵³Tm à ¹⁵⁶Tm, la désintégration β⁺ est concurrencée par la désintégration α, produisant des isotopes de l'holmium ; ce dernier mode peut d'ailleurs être ultra-majoritaire (91 % pour ¹⁵³Tm).
• ¹⁶⁷Tm se désintègre par capture électronique en ¹⁶⁷Er.

Les isotopes plus lourds que ¹⁶⁹Tm se désintègrent eux principalement par désintégration β⁻ en isotopes de l'ytterbium.

• Les valeurs notées # ne viennent pas uniquement de données expérimentales, mais sont au moins partiellement extrapolées à partir de tendances observées. Les spins dont la détermination est fragile sont entre parenthèses.
• Les incertitudes sont données en forme courte entre parenthèses après les derniers chiffres significatifs correspondant. Les valeurs d'incertitude sont données pour un écart-type, sauf pour la composition isotopique et la masse atomique standard venant de l'IUPAC, qui utilise les incertitudes étendues.

• Masse isotopiques issues de :
  • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nuclear Physics A, vol. 729,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du 23 septembre 2008])
• Compositions isotopiques et masses atomiques standards issues de :
  • J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman et P. D. P. Taylor, « Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 75, n^o 6,‎ 2003, p. 683–800 (DOI 10.1351/pac200375060683, lire en ligne)
  • M. E. Wieser, « Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 78, n^o 11,‎ 2006, p. 2051–2066 (DOI 10.1351/pac200678112051, résumé, lire en ligne)
• Demi-vies, spin, et données isomériques issues des sources suivantes :
  • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nuclear Physics A, vol. 729,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du 23 septembre 2008])
  • National Nuclear Data Center, « NuDat 2.1 database », Brookhaven National Laboratory (consulté en septembre 2005)
  • (en) N. E. Holden et D. R. Lide (dir.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, 2004, 85^e éd., 2712 p. (ISBN 978-0-8493-0485-9, lire en ligne), « Table of the Isotopes », Section 11

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