V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
1. Izomerie metastabilní stavy
se nevyskytují lehkých jader (kde neexistují vzbuzené hladiny 3), ale jader nukleonovým číslem 40;
podrobnosti vysvětluje slupkový model jádra. Umožňuje pozoruhodná vlastnost některých
jaderných excitovaných hladin: nedeexcitují okamžitě, ale uplynutí poměrně dlouhého
průměrného času říkáme, jsou metastabilní.
2. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.1.
Tento jev nastává tehdy, když blízkosti základního stavu jádra existuje energetická hladina, která základního
stavu značně liší svým momentem hybnosti (aspoň 3h, tj. 1. Pokud není jiná možnost deexcitace*), projeví delší dobou života excitované hladiny
(10-3s, sekundy, minuty, hodiny.
Laboratorní zařízení pro získávání krátkodobějších radionuklidů původních mateřských radionuklidů
http://astronuklfyzika. Izomerie metastabilní hladiny byly poprve pozorovány při β-rozpadu
thoria 234Th 234mPa, umělého radionuklidu pak bromu 80mBr vzniklého ozařováním 79Br neutrony. Excitované jádro metastabilním stavu označuje indexem
"m", zde tedy metastabilní technecium označení 99m
Tc. obou těchto případech jsou tedy fotony gama záření
emitovány prakticky současně předcházející přeměnou nebo (pro rychlost deexcitace emise tedy pozorujeme
stejný poločas jako pro předcházející přeměnu korpuskulární).
Ze schématu obr.6 plynou dvě důležité skutečnosti :
1.2. Toto nově vzniklé excitované jádro potom zbaví přebytečné energie vyzářením kvanta
γ: 60Ni* 60Ni Dceřinný 60Ni* dvě excitované hladiny, takže vyzářená kvanta zde mají energii buď 1173 keV
nebo 1332 keV.2 Radioaktivita
Typickým příkladem procesu podle obr. Jestliže během této doby odseparujeme
dceřinné technecium mateřského molybdenu, dostaneme čistý preparát technecia, obsahující
excitovaná metastabilní jádra 99mTc, která při postupné deexcitaci vyzařují záření energii 140keV -
získali jsme tedy čistý zářič gama. Potom záření vyslané při přechodu takové
hladiny základního stavu, musí mít vyšší multipolaritu (E3, nebo vyšší) přechody mezi takovými hladinami jsou
málo pravděpodobné, takže odpovídající doby života mohou nabývat velkých hodnot.
Příčina metastability izomerie:
Emise fotonu excitovaného stavu jádra vede změně spinu jádra. 99mTc, 81mKr. Čisté zářiče však přírodě neexistují!
Rychlost deexcitace vyzáření Jaderná izomerie metastabilita.
*) Pokud však mezi excitovaným základním stavem vzniklého jádra leží jedna nebo několik dalších energetických hladin,
deexcitace nastává tak, přednostně uplatňují rychlé přechody ∆I=1 nebo ∆I=2 metastabilní stav nevzniká.
Přesto ale dokážeme vyrobit čisté gama-zářiče uměle. Přechody mezi hladinami ∆I>2 jsou mnohem méně
pravděpodobné, "zakázané". Přechody ∆I=2 jsou též velmi
rychlé dobou života excitovaného stavu rozmezí 10-11-10-4s.10.
Čisté gama-radionuklidy; technecium 99m
Tc; radionuklidové generátory
Nejdůležitějším příkladem tohoto druhu radionuklid molybden 99Mo, který poločasem T1/2=2,66
dne β−-rozpadem mění 99Tc jeho vzbuzenou hladinu 99Tc* energii 140keV, která je
metastabilní poločasem T1/2=6,02 hodin. Jen některé zářiče jsou čisté čisté
β radioaktivní přeměna někdy nastává přímo základní stav dceřinného jádra (tak tomu např.2.htm (29 36) [15.6 může být β-rozpad kobaltu 60Co. Záření časově následující emisi korpuskulárního záření při vlastní jaderné přeměně. 3). u
tritia nebo uhlíku 14C). Deexcitace emise fotonů pak řídí vlastním poločasem, nezávislým poločasu
předcházející přeměny nebo Nuklid excitovaném jaderném stavu delším poločasem přechodu gama nazývá
jaderný izomer označuje horním indexem "m" nukleonového čísla např.).. Tento jev též nazývá jaderná izomerie; říkáme, že
jádra mohou existovat dvou izomerních stavech, označují jako izomery. Většina radionuklidů jsou zářiče smíšené buď α+γ nebo β+γ. Při vlastním β-rozpadu nejprve jádro
kobaltu emituje elektron (β-částici) elektronové antineutrino νe', čímž přemění jádro niklu 60Ni excitovaném
stavu: 60Co 60Ni* νe'. Protože foton spin roven přechody ∆I=1
jsou nejpravděpodobnější nejrychlejší dobou života excitovaných stavů cca 10-16-10-10s..RNDr.cz/JadRadFyzika2.2008 12:13:25]
