Nükleer İzomer Tanımı ve Örnekleri

Nükleer izomerler aynı atomlardır kütle Numarası ve atomik numara, ancak farklı uyarılma durumlarında atom çekirdeği. Daha yüksek veya daha fazla heyecanlı devlet kararlı bir durum olarak adlandırılırken kararlı, ayrılmamış duruma zemin durumu denir.

Çoğu insan farkında elektronlar enerji seviyelerini değiştirebilir ve heyecanlı durumlarda bulunabilir. Atom çekirdeğinde benzer bir süreç gerçekleştiğinde protonlar veya nötronlar (nükleonlar) heyecanlanır. Uyarılmış nükleon daha yüksek enerjili bir nükleer orbital kaplar. Çoğu zaman, uyarılmış nükleonlar hemen temel duruma geri döner, ancak uyarılmış durum yarı ömür normal uyarılmış durumlardan 100 ila 1000 kat daha uzun, yarı kararlı bir durum olarak kabul edilir. Başka bir deyişle, heyecanlı bir devletin yarılanma ömrü genellikle 10^-12 Yarı kararlı bir durumun yarı ömrü 10 iken^-9 saniye veya daha uzun. Bazı kaynaklar yarı iletken bir durumu yarı ömrü 5 x 10'dan büyük olarak tanımlar^-9 gama emisyonunun yarılanma ömrü ile karışıklığı önlemek için saniyeler. Çoğu metastatik durum hızla bozulurken, bazıları dakikalar, saatler, yıllar veya daha uzun süre dayanır.

neden metastabil durumlar, temel duruma dönebilmeleri için daha büyük bir nükleer spin değişikliğine ihtiyaç duymasıdır. Yüksek sıkma değişimi çürümeleri "yasak geçişler" yapar ve geciktirir. Çürüme yarılanma ömrü, ne kadar çürüme enerjisinin mevcut olduğundan da etkilenir.

Çoğu nükleer izomer, gama bozunması yoluyla temel duruma geri döner. Bazen metastabil durumdaki gama bozunması denir izomerik geçiş, ama aslında normal kısa ömürlü gama çürümesi ile aynıdır. Buna karşılık, en heyecanlı atom durumları (elektronlar) fluorescence.

Metastabil izomerlerin çürümesinin bir başka yolu, iç dönüşümdür. Dahili dönüşümde, çürüme tarafından salınan enerji bir iç elektronu hızlandırır ve atomdan önemli miktarda enerji ve hız ile çıkmasına neden olur. Oldukça kararsız nükleer izomerler için başka bozunma modları mevcuttur.

Zemin durumu g sembolü kullanılarak belirtilir (herhangi bir gösterim kullanıldığında). Uyarılmış durumlar m, n, o, vb. Sembolleri kullanılarak gösterilir. İlk metastabil durum m harfiyle belirtilir. Belirli bir izotopun birden fazla metastabil durumu varsa, izomerler m1, m2, m3 vb. Olarak adlandırılır. Tanımlama, kütle numarasından sonra listelenir (örn., Kobalt 58m veya ^58m₂₇Co, hafniyum-178m2 veya ^178m2₇₂Hf).

Spontan fizyon yapabilen izomerleri göstermek için sf sembolü eklenebilir. Bu sembol Karlsruhe Nükleer Tablosunda kullanılır.

Otto Hahn, 1921'de ilk nükleer izomeri keşfetti. Bu Pa-234'te bozulan Pa-234m idi.

En uzun ömürlü metastabil durum ^180m₇₃ Ta. Bu metastabil tantal durumunun bozulmadığı ve en az 10 sürdüğü görülüyor.¹⁵ yıl (evrenin yaşından daha uzun). Metastabil durum çok uzun sürdüğü için, nükleer izomer esasen kararlıdır. Tantal-180m, doğada 8300 atom başına yaklaşık 1 bol miktarda bulunur. Belki de nükleer izomerin süpernovada yapıldığı düşünülmektedir.

Parçalanabilir nükleer izomerler nükleer reaksiyonlar yoluyla meydana gelir ve nükleer füzyon. Hem doğal hem de yapay olarak ortaya çıkarlar.

Spesifik bir nükleer izomer tipi fisyon izomeri veya şekil izomeridir. Fisyon izomerleri "m" yerine bir postscript veya üst simge "f" kullanılarak belirtilir (örneğin, plütonyum-240f veya ^240F₉₄Pu). "Şekil izomeri" terimi, atom çekirdeğinin şeklini belirtir. Atom çekirdeği bir küre olarak tasvir edilme eğilimindeyken, çoğu aktinit gibi, bazı çekirdekler prolate kürelerdir (futbol şeklindedir). Kuantum mekanik etkiler nedeniyle, uyarılmış durumların zemin durumuna uyarılması engellenir, bu yüzden heyecanlı devletler kendiliğinden fisyona uğrarlar ya da nanosaniye yarılanma ömrü ile zemin durumuna dönerler veya mikrosaniye. Bir şekil izomerinin protonları ve nötronları, yer durumundaki nükleonlardan küresel bir dağılımdan daha ileri olabilir.

Nükleer izomerler, tıbbi prosedürler, nükleer piller için araştırma için gama kaynakları olarak kullanılabilir. Gama ışını uyarılmış emisyon ve gama ışını lazerleri için.