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同质异能素(isomer)即同核异能素,是具有相同质量数原子序数 而处于较长寿命激发态核素。通常在核素符号的质量数后面加写m来标记。如60mCo是60Co的一种同核异能素,它的能量比60Co高59千电子伏半衰期为10.5分。大多数同核异能素要发生γ跃迁,少数发生β衰变,个别的可发生α衰变

中文名:同核异能素

外文名:isomer

旧 称:同质异能素

学 科:物理化学

特 征:具有相同质量数处于激发态的核素

提出年代:1917年

提出者:F.索迪

概念说明

F.索迪于1917年最先提出同质异能素的概念。并采用同重同位素或高级同位素这些名词。同核异能素的角动量和相应基态核素角动量之差ΔI较大,能量之差ΔE一般较小。由于γ跃迁概率随ΔI的增加和ΔE的减小而急剧地下降,因而同核异能素至相应基态核素的γ跃迁概率较小,半衰期较长。[1]

理论诠释

实验发现,同核异能素都分别集中在质子数Z或中子数N等于幻数50、82、126等前面的区域,称同核异能素岛。利用核壳层模型理论能很好地解释同核异能素岛。根据壳层模型,奇A核的基态自旋由“最后一个”奇核子的状态所决定。类似地可认为,奇A核的单粒子激发态的自旋由激发态核的奇核子的状态决定。这样只要激发态和基态的奇核子能级的角动量相差很大(≥3ħ,ħ等于普朗克常数h除以2π),就会出现同核异能素。由核子的自旋-轨道耦合引起的能级劈裂,在Z或N等于幻数50、82和126附近特别厉害,以致角动量相差很大的能级在Z或N等于幻数50、82和126前可相邻地排列在一起。这些区域可出现这样的激发态,它们同基态的角动量之差很大,能量之差却很小,从而γ跃迁概率较小,寿命较长,这是同核异能素岛的成因。 [2]

视频

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参考文献

  1. [词条作者:吕维纯.《中国大百科全书》74卷(第一版)化学.北京:中国大百科全书出版社,1987]
  2. [词条作者:张焕乔.《中国大百科全书》74卷(第二版)物理学 .北京:中国大百科全书出版社,2009:439页]