Природниот гадолиниум (64Gd) е составен од 6 стабилни изотопи, 154Gd, 155Gd, 156Gd, 157Gd, 158Gd и 160Gd, и 1 радиоизотоп, 152Gd, со најмногу 1584Gd во застапеност. Предвидениот двоен бета-распад од 160Gd никогаш не бил забележан; експериментално е поставена само долната граница на неговиот полураспад од повеќе од 1,3×1021 година.
Карактеризирани се 33 радиоизотопи, при што најстабилен е алфа-распадот на 152Gd (природно настанати) со полураспад од 1,08×10 14години и 150Gd со полураспад од 1,79×10 6години. Сите преостанати радиоактивни изотопи имаат полураспад помал од 100 години, повеќето од нив имаат полураспад помал од 24,6 секунди. Изотопите на гадолиниум имаат 10 метастабилни изомери, со најстабилни 143mGd (t1/2 = 110 секунди), 145mGd (t1/2 = 85 секунди) и 141mGd (t1/2 = 24,5 секунди).
Примарниот режим на распаѓање при атомски тежини пониски од најзастапениот стабилен изотоп, 158Gd, претставува електронски зафат, а примарниот режим при повисоки атомски тежини е бета-распад. Примарните распадни производи за изотопи полесни од 158Gd се изотопи на европиумот и примарни производи од потешки изотопи се изотопи на тербиумот.
Список на изотопи
|-id=Gadolinium-135 | rowspan=2|135Gd | rowspan=2 style="text-align:right" | 64 | rowspan=2 style="text-align:right" | 71 | rowspan=2|134.95250(43)# | rowspan=2|1.1(2) s | β+ (98%) | 135Eu | rowspan=2|(5/2+) | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β+, п (98%) | 134Sm |-id=Gadolinium-136 | rowspan=2|136Gd | rowspan=2 tyle="text-align:right" | 64 | rowspan=2 style="text-align:right" | 72 | rowspan=2|135.94730(32)# | rowspan=2|1# s [>200 ns] | β+? | 136Eu | rowspan=2|0+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β+, p? | 135Sm |-id=Gadolinium-137 | rowspan=2|137Gd | rowspan=2 style="text-align:right" | 64 | rowspan=2 style="text-align:right" | 73 | rowspan=2|136.94502(32)# | rowspan=2|2.2(2) s | β+ | 137Eu | rowspan=2|(7/2)+# | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β+, п? | 136Sm |-id=Gadolinium-138 | 138Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 74 | 137.94025(22)# | 4.7(9) s | β+ | 138Eu | 0+
|-id=Gadolinium-138m | style="text-indent:1em" | 138mGd | colspan="3" style="text-indent:2em" | 2232.6(11) keV | 6.2(0.2) μs | ИП | 138Gd | (8−)
|-id=Gadolinium-139 | rowspan=2|139Gd | rowspan=2 style="text-align:right" | 64 | rowspan=2 style="text-align:right" | 75 | rowspan=2|138.93813(21)# | rowspan=2|5.7(3) s | β+ | 139Eu | rowspan=2|9/2−# | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β+, p? | 138Sm |-id=Gadolinium-139m | rowspan=2 style="text-indent:1em" | 139mGdРедоследот на основната состојба и изомерот е непознат. | rowspan=2 colspan="3" style="text-indent:2em" | 250(150)# keV | rowspan=2|4.8(9) s | β+ | 139Eu | rowspan=2|1/2+# | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β+, p? | 138Sm |-id=Gadolinium-140 | rowspan=2|140Gd | rowspan=2 style="text-align:right" | 64 | rowspan=2 style="text-align:right" | 76 | rowspan=2|139.933674(30) | rowspan=2|15.8(4) s | β+ (67(8)%) | rowspan=2|140Eu | rowspan=2|0+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | ЕЗ (33(8)%) |-id=Gadolinium-141 | rowspan=2|141Gd | rowspan=2 style="text-align:right" | 64 | rowspan=2 style="text-align:right" | 77 | rowspan=2|140.932126(21) | rowspan=2|14(4) s | β+ (99.97%) | 141Eu | rowspan=2|(1/2+) | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β+, p (0.03%) | 140Sm |-id=Gadolinium-141m | rowspan=2 style="text-indent:1em" | 141mGd | rowspan=2 colspan="3" style="text-indent:2em" | 377.76(9) keV | rowspan=2|24.5(5) s | β+ (89%) | 141Eu | rowspan=2|(11/2−) | rowspan=2| | rowspan=2| |- | ИП (11%) | 141Gd |-id=Gadolinium-142 | rowspan=2|142Gd | rowspan=2 style="text-align:right" | 64 | rowspan=2 style="text-align:right" | 78 | rowspan=2|141.928116(30) | rowspan=2|70.2(6) s | ЕЗ (52(5)%) | rowspan=2|142Eu | rowspan=2|0+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β+ (48(5)%) |-id=Gadolinium-143 | rowspan=3|143Gd | rowspan=3 style="text-align:right" | 64 | rowspan=3 style="text-align:right" | 79 | rowspan=3|142.92675(22) | rowspan=3|39(2) s | β+ | 143Eu | rowspan=3|1/2+ | rowspan=3| | rowspan=3| |- | β+, p? | 142Sm |- | β+, α? | 139Pm |-id=Gadolinium-143m | rowspan=3 style="text-indent:1em" | 143mGd | rowspan=3 colspan="3" style="text-indent:2em" | 152.6(5) keV | rowspan=3|110.0(14) s | β+ | 143Eu | rowspan=3|11/2− | rowspan=3| | rowspan=3| |- | β+, p? | 142Sm |- | β+, α? | 139Pm |-id=Gadolinium-144 | 144Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 80 | 143.922963(30) | 4.47(6) min | β+ | 144Eu | 0+
|-id=Gadolinium-144m | style="text-indent:1em" | 144mGd | colspan="3" style="text-indent:2em" | 3433.1(5) keV | 145(30) ns | ИП | 144Gd | (10+)
|-id=Gadolinium-145 | 145Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 81 | 144.921710(21) | 23.0(4) min | β+ | 145Eu | 1/2+
|-id=Gadolinium-145m | rowspan=2 style="text-indent:1em" | 145mGd | rowspan=2 colspan="3" style="text-indent:2em" | 749.1(2) keV | rowspan=2|85(3) s | ИП (94.3%) | 145Gd | rowspan=2|11/2− | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β+ (5.7%) | 145Eu |-id=Gadolinium-146 | 146Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 82 | 145.9183185(44) | 48.27(10) d | EC | 146Eu | 0+
|-id=Gadolinium-147 | 147Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 83 | 146.9191010(20) | 38.06(12) h | β+ | 147Eu | 7/2−
|-id=Gadolinium-147m | style="text-indent:1em" | 147mGd | colspan="3" style="text-indent:2em" | 8587.8(5) keV | 510(20) ns | ИП | 147Gd | 49/2+
| 148Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 84 | 147.9181214(16) | 86.9(39) y | αТеоретизирано е исто така да се подложи на β+β+ распад на 148Sm | 144Sm |0+ | |-id=Gadolinium-149 | rowspan=2|149Gd | rowspan=2 style="text-align:right" | 64 | rowspan=2 style="text-align:right" | 85 | rowspan=2|148.9193477(36) | rowspan=2|9.28(10) d | β+ | 149Eu | rowspan=2|7/2− | rowspan=2| | rowspan=2| |- | α (4.3×10−4%) | 145Sm |-id=Gadolinium-150 |150Gd |style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 86 | 149.9186639(65) |1.79(8)×106 y | αТеоретизирано е исто така да се подложи на β+β+ распад на 150Sm | 146Sm |0+
|-id=Gadolinium-151 | rowspan=2|151Gd | rowspan=2 style="text-align:right" | 64 | rowspan=2 style="text-align:right" | 87 | rowspan=2|150.9203549(32) | rowspan=2|123.9(10) d | EC | 151Eu | rowspan=2|7/2− | rowspan=2| | rowspan=2| |- | α (1.1×10−6%) | 147Sm |-id=Gadolinium-152 | 152GdПрвобитен радионуклид | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 88 | 151.9197984(11) | 1.08(8)×1014 y | αТеоретизирано е исто така да се подложи на β+β+ распад на 152Sm | 148Sm | 0+ | 0.0020(1)
| 153Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 89 | 152.9217569(11) | 240.6(7) d | EC | 153Eu | 3/2−
|-id=Gadolinium-153m1 | style="text-indent:1em" | 153m1Gd | colspan="3" style="text-indent:2em" | 95.1737(8) keV | 3.5(4) μs | ИП | 153Gd | 9/2+
|-id=Gadolinium-153m2 | style="text-indent:1em" | 153m2Gd | colspan="3" style="text-indent:2em" | 171.188(4) keV | 76.0(14) μs | ИП | 153Gd | (11/2−)
|-id=Gadolinium-154 | 154Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 90 | 153.9208730(11) | colspan="3" style="text-align:center;"|Набљудувачки стабиленСе верува дека подлежи на α распад на 150Sm | 0+ | 0.0218(2) | |-id=Gadolinium-155 | 155GdПроизводи на цепење | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 91 | 154.9226294(11) | colspan="3" style="text-align:center;"|Набљудувачки стабиленСе верува дека подлежи на α распад на 151Sm | 3/2− | 0.1480(9) | |-id=Gadolinium-155m | style="text-indent:1em" | 155mGd | colspan="3" style="text-indent:2em" | 121.10(19) keV | 31.97(27) ms | ИП | 155Gd | 11/2−
|-id=Gadolinium-156 | 156Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 92 | 155.9221301(11) | colspan="3" style="text-align:center;"|Стабилен | 0+ | 0.2047(3) | |-id=Gadolinium-156m | style="text-indent:1em" | 156mGd | colspan="3" style="text-indent:2em" | 2137.60(5) keV | 1.3(1) μs | ИП | 156Gd | 7-
|-id=Gadolinium-157 | 157Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 93 | 156.9239674(10) | colspan="3" style="text-align:center;"|Стабилен | 3/2− | 0.1565(4) | |-id=Gadolinium-157m1 | style="text-indent:1em" | 157m1Gd | colspan="3" style="text-indent:2em" | 63.916(5) keV | 460(40) ns | ИП | 157Gd | 5/2+
|-id=Gadolinium-157m2 | style="text-indent:1em" | 157m2Gd | colspan="3" style="text-indent:2em" | 426.539(23) keV | 18.5(23) μs | ИП | 157Gd | 11/2−
|-id=Gadolinium-158 | 158Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 94 | 157.9241112(10) | colspan="3" style="text-align:center;"|Стабилен | 0+ | 0.2484(8) | |-id=Gadolinium-159 | 159Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 95 | 158.9263958(11) | 18.479(4) h | β− | 159Tb | 3/2−
|-id=Gadolinium-160 | 160Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 96 | 159.9270612(12) | colspan="3" style="text-align:center;"|Набљудувачки стабиленСе верува дека подлежи на β−β− распад на 160Dy со полураспад од 3.1×1019 години | 0+ | 0.2186(3) | |-id=Gadolinium-161 | 161Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 97 | 160.9296763(16) | 3.646(3) min | β− | 161Tb | 5/2−
|-id=Gadolinium-162 | 162Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 98 | 161.9309918(43) | 8.4(2) min | β− | 162Tb | 0+
|-id=Gadolinium-163 | 163Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 99 | 162.93409664(86) | 68(3) s | β− | 163Tb | 7/2+
|-id=Gadolinium-163m | rowspan=2 style="text-indent:1em" | 163mGd | rowspan=2 colspan="3" style="text-indent:2em" | 138.22(20) keV | rowspan=2|23.5(10) s | ИП? | 163Gd | rowspan=2|1/2− | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β− | 163Tb |-id=Gadolinium-164 | 164Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 100 | 163.9359162(11) | 45(3) s | β− | 164Tb | 0+
|-id=Gadolinium-164m | style="text-indent:1em" | 164mGd | colspan="3" style="text-indent:2em" | 1095.8(4) keV | 589(18) ns | ИП | 164Gd | (4−)
|-id=Gadolinium-165 | 165Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 101 | 164.9393171(14) | 11.6(10) s | β− | 165Tb | 1/2−#
|-id=Gadolinium-166 | 166Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 102 | 165.9416304(17) | 5.1(8) s | β− | 166Tb | 0+
|-id=Gadolinium-166m | style="text-indent:1em" | 166mGd | colspan="3" style="text-indent:2em" | 1601.5(11) keV | 950(60) ns | ИП | 166Gd | (6−)
|-id=Gadolinium-167 | 167Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 103 | 166.9454900(56) | 4.2(3) s | β− | 167Tb | 5/2−#
|-id=Gadolinium-168 | 168Gd | style="text-align:right" | 64 | style="text-align:right" | 104 | 167.94831(32)# | 3.03(16) s | β− | 168Tb | 0+
|-id=Gadolinium-169 | rowspan=2|169Gd | rowspan=2 style="text-align:right" | 64 | rowspan=2 style="text-align:right" | 105 | rowspan=2|168.95288(43)# | rowspan=2|750(210) ms | β− | 169Tb | rowspan=2|7/2−# | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β−, n? (<0.7%) | 168Tb |-id=Gadolinium-170 | rowspan=2|170Gd | rowspan=2 style="text-align:right" | 64 | rowspan=2 style="text-align:right" | 106 | rowspan=2|169.95615(54)# | rowspan=2| | β− | 170Tb | rowspan=2|0+ | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β−, n? (<3%) | 169Tb |-id=Gadolinium-171 | rowspan=2|171Gd | rowspan=2 style="text-align:right" | 64 | rowspan=2 style="text-align:right" | 107 | rowspan=2|170.96113(54)# | rowspan=2| | β− | 171Tb | rowspan=2|9/2+# | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β−, n? (<10%) | 170Tb |-id=Gadolinium-172 | rowspan=2|172Gd | rowspan=2 style="text-align:right" | 64 | rowspan=2 style="text-align:right" | 108 | rowspan=2|171.96461(32)# | rowspan=2| | β− | 172Tb | rowspan=2|0+# | rowspan=2| | rowspan=2| |- | β−, n? (<50%) | 171Tb
Гадолиниум-148 Со полураспад од само преку алфа распаѓање, гадолиниум-148 би бил идеален за радиоизотопски термоелектрични генератори (РТГ). Сепак, гадолиниум-148 не може економски да се синтетизира во доволни количини за напојување на РТГ.
Гадолиниум-153