同質異能素

同質異能素（isomer）即同核異能素，是具有相同質量數和原子序數 而處於較長壽命激發態的核素。通常在核素符號的質量數後面加寫m來標記。如^60mCo是⁶⁰Co的一種同核異能素，它的能量比⁶⁰Co高59千電子伏 ，半衰期為10.5分。大多數同核異能素要發生γ躍遷，少數發生β衰變，個別的可發生α衰變。

基本介紹

• 中文名：同核異能素
• 外文名：isomer
• 舊稱：同質異能素
• 學科：物理化學
• 特徵：具有相同質量數處於激發態的核素
• 提出年代：1917年
• 提出者：F.索迪

概念說明

F.索迪於1917年最先提出同質異能素的概念。並採用同重同位素或高級同位素這些名詞。同核異能素的角動量和相應基態核素的角動量之差ΔI較大，能量之差ΔE一般較小。由於γ躍遷機率隨ΔI的增加和ΔE的減小而急劇地下降，因而同核異能素至相應基態核素的γ躍遷機率較小，半衰期較長。

理論詮釋

實驗發現，同核異能素都分別集中在質子數Z或中子數N等於幻數50、82、126等前面的區域，稱同核異能素島。利用核殼層模型理論能很好地解釋同核異能素島。根據殼層模型，奇A核的基態自旋由“最後一個”奇核子的狀態所決定。類似地可認為，奇A核的單粒子激發態的自旋由激發態核的奇核子的狀態決定。這樣只要激發態和基態的奇核子能級的角動量相差很大（≥3ħ，ħ等於普朗克常數h除以2π），就會出現同核異能素。由核子的自旋-軌道耦合引起的能級劈裂，在Z或N等於幻數50、82和126附近特別厲害，以致角動量相差很大的能級在Z或N等於幻數50、82和126前可相鄰地排列在一起。這些區域可出現這樣的激發態，它們同基態的角動量之差很大，能量之差卻很小，從而γ躍遷機率較小，壽命較長，這是同核異能素島的成因。