Ізомерія атомних ядер
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Ізомерія атомних ядер

Ізомерія атомних ядер, існування в деяких атомних ядер метастабільних станів — збуджених станів з відносно великими часом життя (див. Ядро атомне ). Деякі атомні ядра мають декілька ізомерних станів з різними часом життя. Поняття І. а. я. Виникло в 1921, коли німецьким фізиком О. Ганом було відкрито радіоактивну речовину уран Z (UZ), яке як по хімічних властивостях, так і по масовому числу не відрізнялося від відомого тоді урану Ux 2 . Пізніше було встановлено, що UZ і Ux 2 — два стани одного і того ж ізотопу 234 Ра з різною енергією і періодом напіврозпаду. По аналогії з ізомерними органічними сполуками (див. Ізомерія хімічних з'єднань) UZ і Ux 2 стали називатися ядерними ізомерами. У 1935 Би. Ст Курчатовим, І. В. Курчатовым, Л. В. Мисовським і Л. І. Русиновим було виявлене ізомерний стан в штучного радіоактивного ізотопу брому 80 Br, що послужило початком систематичного вивчення І. а. я. Відоме велике число ізомерних станів з періодами напіврозпаду від 10 -6 сік до багатьох років. Одним з найбільш довгоживучих ізомерів є 236 Np з періодом напіврозпаду 5500 років.

загрузка...

  Розпад ізомерів найчастіше супроводиться випусканням конверсійних електронів (див. Конверсія внутрішня ) або g-квантів; в результаті утворюється ядро того ж ізотопу, але в нижчому енергетичному стані. Інколи вірогіднішим є бета-розпад який приводить до виникнення ізотопу іншого елементу ( мал. ). Ізомери важких елементів можуть розпадатися шляхом мимовільного ділення (див. Ядра атомного ділення ).

  І. а. я. обумовлена особливостями структури атомних ядер. Ізомерні стани утворюються в тих випадках, коли перехід ядра із стану з більшою енергією в нижче енергетичний стан шляхом випускання g-кванта утруднений. Найчастіше це пов'язано з великою відмінністю в значеннях спинів S ядер в цих станах. Якщо при цьому відмінність енергії в двох станах невелика, то вірогідність випускання g-кванта стає малою і, як наслідок, період напіврозпаду збудженого стану виявляється великим. Ізомери особливо часто зустрічаються в ядер в певних областях значень масових чисел (острови ізомерії). Цей факт пояснює оболонкова модель ядра, яка передбачає існування близьких по енергії ядерних рівнів з великою відмінністю спинів при певних значеннях чисел протонів і нейтронів, що входять до складу ядра (див. Ядерні моделі ). В деяких випадках (наприклад, для 180 Hf) виникнення ізомерів пов'язане з істотною відмінністю форми ядра в двох близьких енергетичних станах, що також приводить до зменшення вірогідності g-віпромінювання.

  Літ.: Мухин До. Н., Введення в ядерну фізику, М., 1963; Мошковський С., Теорія мультипольного випромінювання, в кн.: Альфа-, бета- і гамма-спектроскопія, під ред. До. Зигбана, пер.(переведення) з англ.(англійський), ст 3, М., 1969, с. 5.

  Н. Н. Делягин.

Мал. до статті Ізомерія атомних ядер.