Isomerieübergang: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 16. Januar 2022, 01:01 Uhr

Ein Isomerieübergang, auch isomerer Übergang oder isomere Umwandlung genannt, ist der spontane Übergang eines Atomkerns aus einem metastabilen angeregten Zustand in einen weniger hoch angeregten Zustand oder in den Grundzustand. Die Energiedifferenz wird meist als Gammastrahlung abgegeben. Falls die Gamma-Emission durch eine große Drehimpulsdifferenz der beiden Zustände "verboten", d. h. unwahrscheinlich ist, wird auch besonders bei schweren Atomkernen die Abgabe durch innere Konversion beobachtet. Bei Übergangsenergien deutlich oberhalb 1022 keV (Gesamt-Ruheenergie eines Elektron-Positron-Paares) tritt insbesondere bei leichten Nukliden auch Innere Paarbildung auf.^[1]^[2]^[3]

Kernisomere werden im Formelzeichen hinter der Massenzahl mit dem Kleinbuchstaben m (für metastabil), häufig auch gefolgt von einer Ziffer (wenn es mehrerer dieser Zustände gibt) gekennzeichnet.

Beispiele mit Halbwertszeiten T_1/2:

{}_{\ 73}^{180m}\mathrm {Ta} \;\;\xrightarrow {\mathrm {IT} } \;\;{}_{\ 73}^{180}\mathrm {Ta} +\gamma \ \

mit T_1/2 > 1,2·10¹⁵ a

{}\;_{\ 43}^{\ 99m}\mathrm {Tc} \;\;\xrightarrow {\mathrm {IT} } \;\;{}_{\ 43}^{\ 99}\mathrm {Tc} +\gamma \ \

mit T_1/2 = 6 h

{}\;_{\ 27}^{\ 60m}\mathrm {Co} \;\;\xrightarrow {\mathrm {IT} } \;\;{}_{\ 27}^{\ 60}\mathrm {Co} +\gamma \ \

mit T_1/2 = 10,5 min

{}\;\;_{\ 38}^{\ 86m}\mathrm {Sr} \;\;\xrightarrow {\mathrm {IT} } \;\;\;{}_{\ 38}^{\ 86}\mathrm {Sr} +\gamma \ \

mit T_1/2 = 0,45 µs

Als „Zerfalls“art wird der Isomerieübergang häufig mit IT (englisch: Isomeric Transition) abgekürzt.

Literatur

Povh, Rith, Scholz, Zetsche: Teilchen und Kerne. Springer, 4. Auflage 1997, ISBN 3-540-61737-X
Hans Bucka: Nukleonenphysik, Walter de Gruyter, Berlin/New York 1981, ISBN 3-11-008404-X

Einzelnachweise und Anmerkungen

↑ Hans Bucka: Nukleonenphysik, Walter de Gruyter, 1981, S. 392ff
↑ https://people.nscl.msu.edu/~witek/Classes/PHY802/EMdecay.pdf
↑ D.K. Jha, Radioactivity And Radioactive Decay, Chapter 4.5, S. 146ff

[1] Hans Bucka: Nukleonenphysik, Walter de Gruyter, 1981, S. 392ff

[2] ttps://people.nscl.msu.edu/~witek/Classes/PHY802/EMdecay.pdf

[3] D.K. Jha, Radioactivity And Radioactive Decay, Chapter 4.5, S. 146ff

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-Ein '''Isomerieübergang''', auch ''isomerer Übergang'' oder ''isomere Umwandlung'' genannt, ist der spontane Übergang eines [[Atomkern]]s aus einem [[Isomer (Kernphysik)|metastabilen]] Zustand in einen weniger hoch angeregten Zustand oder in den [[Grundzustand]]. Die frei werdende Energie wird als [[Gammastrahlung]] abgestrahlt. Die Isomerieübergänge gehören also zu den [[Gammazerfall|Gammaübergängen]].
+Ein '''Isomerieübergang''', auch ''isomerer Übergang'' oder ''isomere Umwandlung'' genannt, ist der spontane Übergang eines [[Atomkern]]s aus einem [[Isomer (Kernphysik)|metastabilen]] angeregten Zustand in einen weniger hoch angeregten Zustand oder in den [[Grundzustand]]. Die Energiedifferenz wird meist als [[Gammastrahlung]] abgegeben. Falls die Gamma-Emission durch eine große Drehimpulsdifferenz der beiden Zustände "verboten", d.&nbsp;h. unwahrscheinlich ist, wird auch besonders bei schweren Atomkernen die Abgabe durch [[innere Konversion]] beobachtet. Bei Übergangsenergien deutlich oberhalb 1022 [[keV]] (Gesamt-Ruheenergie eines  Elektron-Positron-Paares) tritt insbesondere bei leichten Nukliden auch ''Innere Paarbildung'' auf.<ref>[[Hans Bucka (Physiker)|Hans Bucka]]: ''Nukleonenphysik'', Walter de Gruyter, 1981, S.&nbsp;392ff</ref><ref>https://people.nscl.msu.edu/~witek/Classes/PHY802/EMdecay.pdf </ref><ref>[https://books.google.de/books?id=1qb0356Y-S4C&pg=PA146&lpg=PA146&dq=internal+pair+production++gamma+decay&source=bl&ots=B7x7zSZWne&sig=ACfU3U0-bYM1svKK787kVEqZjd8MRc_7Zg&hl=de&sa=X&ved=2ahUKEwjz_MCvvPzmAhWFPFAKHRRcCI84PBDoATAFegQIChAB#v=onepage&q=internal%20pair%20production%20%20gamma%20decay&f=false D.K. Jha, ''Radioactivity And Radioactive Decay'', Chapter 4.5, S. 146ff]</ref>
-[[Nuklid]]e in metastabilen Zuständen heißen [[Isomer (Kernphysik)|Isomere]] und werden am Formelzeichen mit dem Kleinbuchstaben ''m'' (für metastabil) bezeichnet.
+Kernisomere werden im Formelzeichen hinter der Massenzahl mit dem Kleinbuchstaben m (für metastabil), häufig auch gefolgt von einer Ziffer (wenn es mehrerer dieser Zustände gibt) gekennzeichnet.
-Beispiele für Isomere mit beobachtbarer [[Halbwertszeit]] T<sub>1/2</sub>:
+Beispiele mit [[Halbwertszeit]]en ''T''<sub>1/2</sub>:
-:<math>{}^{\ 60m}_{\ \ 27} \mathrm{Co} \;\; \xrightarrow {\mathrm{IT}} \;\; {}^{\ 60}_{\ 27} {\mathrm Co} + \gamma\ \ </math>  &nbsp;mit T<sub>1/2</sub> = 10,5 min
+:<math>{}^{ 180m}_{\ 73} \mathrm{Ta} \;\; \xrightarrow {\mathrm{IT}} \;\; {}^{ 180}_{\ 73} \mathrm{Ta} + \gamma\ \ </math>        mit ''T''<sub>1/2</sub> '''>''' 1,2·10<sup>15</sup> a
-:<math>{}^{ 180m}_{\ 73} \mathrm{Ta} \;\; \xrightarrow {\mathrm{IT}} \;\; {}^{ 180}_{\ 73} {\mathrm Ta} + \gamma\ \ </math> mit T<sub>1/2</sub> '''>''' 1,2·10<sup>15</sup> a
+:<math>{}\;^{\ 99m}_{\ 43} \mathrm{Tc} \;\; \xrightarrow {\mathrm{IT}} \;\; {}^{\ 99}_{\ 43} \mathrm{Tc} + \gamma\ \ </math>  &nbsp;mit ''T''<sub>1/2</sub> = 6 h
-:<math>{}^{\ 99m}_{\ \ 43} \mathrm{Tc} \;\; \xrightarrow {\mathrm{IT}} \;\; {}^{\ 99}_{\ 43} {\mathrm Tc} + \gamma\ \ </math>  &nbsp;mit T<sub>1/2</sub> = 6 h
+:<math>{}\;^{\ 60m}_{\ 27} \mathrm{Co} \;\; \xrightarrow {\mathrm{IT}} \;\; {}^{\ 60}_{\ 27} \mathrm{Co} + \gamma\ \ </math>  &nbsp;mit ''T''<sub>1/2</sub> = 10,5 min
+:<math>{}\;\;^{\ 86m}_{\ 38} \mathrm{Sr} \;\; \xrightarrow {\mathrm{IT}} \;\; \;{}^{\ 86}_{\ 38} \mathrm{Sr} + \gamma\ \ </math>  &nbsp;mit ''T''<sub>1/2</sub> = 0,45 µs
 Als „Zerfalls“art wird der Isomerieübergang häufig mit '''IT''' (englisch: ''Isomeric Transition'') abgekürzt.
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 == Literatur ==
 * Povh, Rith, Scholz, Zetsche: ''Teilchen und Kerne''. Springer, 4. Auflage 1997, ISBN 3-540-61737-X
+* [[Hans Bucka (Physiker)|Hans Bucka]]: ''Nukleonenphysik'', Walter de Gruyter, Berlin/New York 1981, ISBN 3-11-008404-X
+== Einzelnachweise und Anmerkungen ==
+<references />
 {{SORTIERUNG:Isomerieubergang}}
 [[Kategorie:Kernphysik]]
-[[en:Nuclear isomer#Decay processes]]