Изоба́ры (в ед.ч. изоба́р; др.-греч. ἴσος [isos] «одинаковый» + βάρος [baros] «вес») — нуклиды разных элементов, имеющие одинаковое массовое число; например, изобарами являются 40Ar, 40K, 40Ca.
Хотя массовое число (то есть число нуклонов) A = N + Z в ядрах-изобарах одинаково, числа протонов Z и нейтронов N различаются: , . Совокупность нуклидов с одинаковым A, но разным Z называют изобарической цепочкой. В то время как массовое число изобаров одинаково, их атомные массы совпадают лишь приближённо. Зависимость атомной массы (или избытка массы) от Z в изобарической цепочке показывает направление возможных бета-распадов. Эта зависимость в первом приближении представляет собой параболу (см. формула Вайцзеккера) — сечение долины стабильности плоскостью A = const.
Те виды радиоактивного распада, которые не изменяют массовое число (бета-распад, двойной бета-распад, изомерный переход), переводят одно ядро-изобар в другое. Поскольку распады такого рода происходят в направлении уменьшения избытка массы, последовательность таких распадов заканчивается на ядре, представляющем энергетический минимум в данной изобарической цепочке (бета-стабильное ядро). Для ядер с чётным массовым числом таких локальных минимумов на изобарической цепочке может быть от 1 до 3, поскольку чётно-чётные ядра (Z и N чётны) благодаря энергии спаривания имеют бо́льшую энергию связи, чем нечётно-нечётные ядра с тем же массовым числом. Локальные минимумы отличаются зарядом ядра на 2 единицы ( ), поэтому прямые бета-переходы между основными состояниями таких ядер невозможны (бета-распад изменяет заряд ядра на единицу). Переходы из локальных минимумов цепочки в глобальный возможны лишь благодаря двойным бета-процессам, которые являются процессами второго порядка по константе связи слабого взаимодействия и поэтому сильно подавлены: периоды полураспада превышают 1019 лет. Таким образом, для нечётных A существует один бета-стабильный изобар, для чётных A — от одного до трёх. Если альфа-распад (и другие виды распада, изменяющие массовое число) для бета-стабильного изотопа запрещён или сильно подавлен, то этот изотоп присутствует в природной смеси изотопов.
Для изобаров справедливо правило Щукарева — Маттауха, объясняющее, в частности, отсутствие стабильных изотопов у технеция[1].
Существуют 58 примордиальных изобарных пар и 9 примордиальных изобарных триад, которые в основном включают в себя стабильные изотопы элементов с чётными Z, отличающимися на 2 единицы. Если учитывать только стабильные нуклиды, то существуют 47 изобарных пар и 1 изобарная триада:
№ | Массовое число | Изобарная пара | № | Массовое число | Изобарная пара | № | Массовое число | Изобарная пара |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 36 | 21 | 104 | 41 | 152 | (α) | ||
2 | 46 | 22 | 106 | 42 | 154 | |||
3 | 48 | (2β−) | 23 | 108 | 43 | 156 | ||
4 | 54 | 24 | 110 | 44 | 158 | |||
5 | 58 | 25 | 112 | 45 | 160 | |||
6 | 64 | 26 | 113 | (β−) | 46 | 162 | ||
7 | 70 | 27 | 114 | 47 | 164 | |||
8 | 74 | 28 | 115 | (β−) | 48 | 168 | ||
9 | 76 | (2β−) | 29 | 116 | (2β−) | 49 | 170 | |
10 | 78 | (2ε) | 30 | 120 | 50 | 174 | (α) | |
11 | 80 | 31 | 122 | 51 | 184 | |||
12 | 82 | (2β−) | 32 | 123 | 52 | 186 | (α) | |
13 | 84 | 33 | 126 | 53 | 187 | (β−, α) | ||
14 | 86 | 34 | 128 | (2β−) | 54 | 190 | (α) | |
15 | 87 | (β−) | 35 | 132 | 55 | 192 | ||
16 | 92 | 36 | 134 | 56 | 196 | |||
17 | 94 | 37 | 142 | 57 | 198 | |||
18 | 98 | 38 | 144 | (α) | 58 | 204 | ||
19 | 100 | (2β−) | 39 | 148 | (α) | |||
20 | 102 | 40 | 150 | (2β−) |
№ | Массовое число | Изобарная триада |
---|---|---|
1 | 40 | (β+, β−, ε) |
2 | 50 | (β+, β−) |
3 | 96 | (2β−) |
4 | 124 | |
5 | 130 | (2β−) (2ε) |
6 | 136 | (2β−) |
7 | 138 | (ε, β−) |
8 | 176 | (β−) |
9 | 180 | (изомер) (α) |
В масс-спектрометрии изобарами называются как ядра с одинаковым массовым числом, так и молекулы с (приблизительно) одинаковой молекулярной массой. Так, молекулы 16O1H2H (полутяжёлой воды) являются молекулярными изобарами к атому 19F. Ионы таких молекул и атомов имеют почти одинаковое отношение масса/заряд (при равном заряде) и, следовательно, движутся в электромагнитных полях масс-спектрометра по почти одинаковой траектории, являясь источником фона для своих изобар.
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .