Isomerieübergang

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:

${\displaystyle {}_{\ 73}^{\mathrm {180m} }\mathrm {Ta} \;\;\xrightarrow {\mathrm {IT} } \;\;{}_{\ 73}^{180}\mathrm {Ta} +\gamma \ \ }$ mit T_1/2 > 1,2·10¹⁵ a

${\displaystyle {}\;_{\ 43}^{\mathrm {\ 99m} }\mathrm {Tc} \;\;\xrightarrow {\mathrm {IT} } \;\;{}_{\ 43}^{\ 99}\mathrm {Tc} +\gamma \ \ }$  mit T_1/2 = 6 h

${\displaystyle {}\;_{\ 27}^{\mathrm {\ 60m} }\mathrm {Co} \;\;\xrightarrow {\mathrm {IT} } \;\;{}_{\ 27}^{\ 60}\mathrm {Co} +\gamma \ \ }$  mit T_1/2 = 10,5 min

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

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