Физическая энциклопедия - изомерия атомных ядер

(от греч. isos равный, одинаковый и meros доля, часть), существование у нек-рых ат. ядер метастабильных состояний с относительно большими временами жизни. Нек-рые ат. ядра имеют неск. изомерных состояний с разными временами жизни. Понятие «И. а. я.» возникло в 1921, когда нем. учёный О. Ган открыл радиоакт. в-во, наз. ураном-Z, к-рое как по хим.

св-вам, так и по массовому числу А не отличалось от известного тогда урана-Х2. Позднее было установлено, что уран-Z и уран-Х2 два состояния одного и того же ядра 234Ра с разными энергией и периодом полураспада Т1/2. По аналогии с изомерией молекул их назвали ядерными изомерами. В 1935 Б. В. Курчатов, И. В. Курчатов, Л. В. Мысовский и Л. И. Русинов обнаружили изомерное состояние у ядра 80Вг, что послужило началом систематич.

изучения И. а. я. Известно большое число изомеров с T1/2 от 10-6 с до мн. лет. Один из наиболее долгоживущих изомеров 236Np (T1/2=5500 лет). Распад изомеров обычно сопровождается испусканием конверсионных электронов или g-квантов; в результа те образуется то же ядро, но в состоянии с меньшей энергией. Иногда более вероятен бета-распад (рис.

). Изомеры тяжёлых элементов могут распадаться путём самопроизвольного деления (см. ДЕЛЕНИЕ АТОМНОГО ЯДРА). Схемы уровней энергии радиоакт. изотопов 80Br, 234Ра и 192Ir. Изомерные состояния ядер , обозначены жирной линией, осн. состояния линией со штриховкой. Слева указаны энергии уровней, справа спины и периоды полураспада T1/2 ; bозначает распад с испусканием эл-на, b+ позитрона, ЭЗ электронный захват, прямые вертик.

стрелки испускание эл-нов внутр. конверсии или g-квантов. И. а. я. обусловлена особенностями структуры ядер. Изомерные состояния образуются в тех случаях, когда переход ядра в состояние с меньшей энергией путём испускания g-кванта затруднён. Чаще всего это связано с большим различием в значениях спинов ядер в этих состояниях. Если при этом различие в энергии двух состояний невелико, то вероятность испускания g-кванта мала и, как следствие, период полураспада возбуждённого состояния оказывается большим.

Изомеры особенно часто встречаются в определ. областях значений А (острова изомерии). Этот факт оболочечная модель ядра объясняет существованием (при определ. значениях чисел протонов и нейтронов, входящих в состав ядра) близких по энергии яд. уровней с большим различием спинов (см. ЯДРО АТОМНОЕ).). В 1962 в ОИЯИ (г. Дубна) был открыт новый вид изомерных состояний, характеризующихся высокой вероятностью спонтанного деления (см.

ДЕЛЯЩИЕСЯ ИЗОМЕРЫ). .