Изомеры и явление изомерии

    В редких случаях при сочетании высокой степени запрета с малой энергией перехода могут наблюдаться -активные ядра с временами жизни макроскопического порядка (до нескольких часов, а иногда и больше). Такие   долгоживущие возбужденные состояния  ядер  называются  изомерами.   Явление  изомерии  было открыто О. Ганом (1921) у изотопа  ₉₁Ра²³⁴ радиоактивного ряда 4n + 2 и И. В. Курчатовым и др. (1935) у искусственно получен­ного изотопа ₃₅Вг⁸⁰. Характерным примером изомера может служить изотоп индия ₄₉In¹¹⁵.

Можно предсказать,  в каких областях значений А и Zследует ожидать наличия

изомер­ных состояний. Из соотношений,

         (11.3)                               (11.4)

следует, что изомерный уровень должен, во-первых, иметь спин, сильно отличающийся от спинов уровней, лежащих ниже, и, во-вторых, иметь низкую энергию возбуждения.   Поэтому изомерные состояния следует ожидать там,  где оболочечные   уровни,   близкие   друг другу по энергии, сильно различаются значениями спинов. Именно в этих областях  и находятся так называемые «острова изомерии» в таблице ядер.

    Острова изомерии расположены непосредственно перед магическими числами 50, 82, 126 со стороны меньших Z  и N. Так, изомерными состояниями обладают ядра ₃₇Rb ⁸⁶ ( (N=49), ₅₂Те¹³¹ (N = 79, близко к 82), ₈₀Нg¹⁹⁹ (Z= 80, близко к 82) и т. д. Как правило, изомерное состояние относится к первому возбуж­денному уровню ядра.

    Отметим, что, наряду с рассмотренными, существуют и другие причины подавления радиационного распада изомера. Например, существование изомера с энергией 1,04 МэВ у кюрия ₉₆Сm²⁴⁴ уже нельзя объяснить просто различием моментов количества движе­ния: изомер имеет характеристику 6⁺, и от него к основному состоя­нию спускается лестница уровней 8⁺, 6⁺, 4⁺, 2⁺ основной вращатель­ной полосы. В этом случае радиационный распад изомера запрещен правилами отбора по проекции К спина на ось симметрии ядра: у изомера К = 6, а у состояний основной вращательной полосы К = 0.