İzobar (çekirdek) - Isobar (nuclide)

Bu çekirdekler şemasında , izobarlar sağ alttan sola doğru uzanan çapraz çizgiler boyunca meydana gelir. P stabilitesinin hattı siyah olarak gösterilmiştir Gözlemsel olarak stabil nüklidler dahildir; bağlantısız 'adalar' Mattauch izobar kuralının bir sonucudur .

İzobarlar atomları ( nüklidler farklı) kimyasal elementlerin aynı sayıda Nükleonlar . Buna bağlı olarak, izobarlar atom numarası (veya proton sayısı ) bakımından farklılık gösterir ancak aynı kütle numarasına sahiptir . Bir dizi izobara örnek olarak ⁴⁰ S , ⁴⁰ Cl , ⁴⁰ Ar , ⁴⁰ K ve ⁴⁰ Ca verilebilir . Bu çekirdeklerin çekirdeklerinin tamamı 40 nükleon içerirken, değişen sayıda proton ve nötron içerirler.

Nüklitlerin terim "izobarlar" (asıl olarak "isobares") tarafından önerilmiştir Alfred Walter Stewart Bu türetilir 1918'de Yunan kelime isos "eşit" ve anlamı, Baros "ağırlık", yani.

kitle

Aynı kütle numarası aynı de ima kütle arasında çekirdekleri , ne de eşit atomik kitlelerini gelen nüklitlerin. Kaynaktan Weizsäcker formül bir çekirdeğin kütlesi için:

{\ displaystyle m (A, Z) = Zm_ {p} + Nm_ {n} -a_ {V} A + a_ {S} A ^ {2/3} + a_ {C} {\ frac {Z ^ {2 }} {A ^ {1/3}}} + a_ {A} {\ frac {(NZ) ^ {2}} {A}} - \ delta (A, Z)}

kütle numarası $A$ atom numarası $Z$ ve nötron sayısı $N$ toplamına eşittir ve $m p$ , $m n$ , $a V$ , $a S$ , $a C$ , $a A$ sabittir, kütlenin $Z$ ve $N'ye$ bağlı olduğu görülebilir. doğrusal olmayan, sabit bir kütle numarası için bile. İçin tek $A$ , kabul edilir $δ = 0$ ve kütle bağımlılığı $Z$ olduğu dışbükey (veya $N$ ya da $N - Z$ , bir sabit için önemli değildir $A$ ). Bu, beta bozunmasının nötronca zengin çekirdekler için enerjik olarak elverişli olduğunu ve pozitron bozunmasının , nötron eksikliği olan çekirdekler için elverişli olduğunu açıklar . Her iki bozunma modu da kütle sayısını değiştirmez, bu nedenle orijinal çekirdek ve onun yavru çekirdeği izobardır. Bahsedilen her iki durumda da, daha ağır bir çekirdek, daha hafif olan izobarına bozulur.

İçin bile $A$ $δ$ terimi formu vardır:

{\ displaystyle \ delta (A, Z) = (- 1) ^ {Z} a_ {P} A ^ {- {\ frac {1} {2}}}}

burada $bir P$ başka bir sabittir. Yukarıdaki kütle ifadesinden çıkarılan bu terim, çift-çift çekirdekler için pozitif ve tek-tek çekirdekler için negatiftir. Bu, güçlü bir nötron fazlalığına veya nötron eksikliğine sahip olmayan çift-çift çekirdeklerin, tuhaf-garip izobar komşularından daha yüksek bağlanma enerjisine sahip olduğu anlamına gelir . Eşit çekirdeklerin (nispeten) daha hafif ve daha kararlı olduğu anlamına gelir. Fark, özellikle küçük $A$ için güçlüdür . Bu etki aynı zamanda diğer nükleer modeller tarafından da tahmin edilir (niteliksel olarak) ve önemli sonuçları vardır.

istikrar

Mattauch izobar kuralı periyodik tablodaki iki bitişik elemanlar aynı kütle numarasından izotoplarını varsa durumları, bu izobarlar en az birinin bir olmalıdır radyonüklid (radyoaktif). İlk ve son kararlı olan ardışık elemanlarının üç izobarlar durumlarda (bu, bakınız, çoğu zaman bile nüklidlerin için geçerli ise , yukarıda ), çürüme dallanmış oluşabilir orta izobar arasında; Örneğin, radyoaktif iyot-126 , iki bozunma modu için neredeyse eşit olasılığa sahiptir ve bu da farklı yavru izotoplara yol açar: tellür-126 ve ksenon-126 .

Resim Gözlemsel olarak stabil izobarlar (zayıflar kütle numaraları 5 ana kadar helyum-4 artı proton veya nötron yanı sıra yukarıda 209 ve bunun gibi, 147, 151 (iki helyum-4 çekirdekleri ile bozunur), 8). 36, 40, 46, 50, 54, 58, 64, 70, 74, 80, 84, 86, 92, 94, 96, 98, 102, 104, 106, 108, 110, 112 için gözlemsel olarak kararlı iki izobar mevcuttur. 114, 120, 122, 123, 124, 126, 132, 134, 136, 138, 142, 154, 156, 158, 160, 162, 164, 168, 170, 176, 180, 184, 192, 196, 198 ve 204.

Teorik olarak, iki kararlı çekirdek aynı kütle numarasına sahip değildir (çünkü aynı kütle numarasına sahip iki çekirdek, hem beta bozunması hem de çift beta bozunması için stabil değildir) ve 5, 8, 143-155 numaralı kütle için stabil çekirdek yoktur. , 160–162 ve ≥ 165, çünkü teoride, bu kütle sayısı için beta bozunması kararlı çekirdekler alfa bozunmasına uğrayabilir .

Ayrıca bakınız

İzotoplar (aynı sayıda protona sahip nüklitler)
İzotonlar (aynı sayıda nötron içeren çekirdekler )
Nükleer izomerler (aynı nüklidin farklı uyarılmış durumları)
Sihirli sayı (fizik)
Elektron yakalama

Kaynakça

Sprawls Perry (1993). "5 - Maddenin Özellikleri ve Yapısı". Tıbbi Görüntülemenin Fiziksel Prensipleri (2 ed.). Madison, WI : Medical Physics Publishing. ISBN 0-8342-0309-X . Alındı 28 Nisan 2010 .

Referanslar

^ Sprawls (1993)
^ http://jnm.snmjournals.org/content/19/6/581.full.pdf
^ Etimoloji Çevrimiçi
^ Kararlı izotop aracılığıyla ; cf. gözlemsel olarak kararlı ve ayrıca yakın zamanda keşfedilen bozulmaları not edin: Eu-151 , Os-186 ve Bi-209

[1] Sprawls (1993)

[2] ttp://jnm.snmjournals.org/content/19/6/581.full.pdf

[3] Etimoloji Çevrimiçi

[4] Kararlı izotop aracılığıyla ; cf. gözlemsel olarak kararlı ve ayrıca yakın zamanda keşfedilen bozulmaları not edin: Eu-151 , Os-186 ve Bi-209

Languages

In other projects