关于裂变同质异能素介绍

[拼音]：liebian tongzhiyinengsu

[外文]：fission isomers

一种新型的同质异能素，它是以自发裂变为主要衰变方式的、处于特殊激发态(裂变同质异能态)的重核素，与同一核素的基态相比，自发裂变半衰期短得很多，相差可达1020倍以上。裂变同质异能态的激发能一般为2～3兆电子伏。裂变同质异能素的存在是1962年由С.М.波利卡诺夫等人首次发现的。B.M.斯特鲁金斯基1967年提出的双峰裂变势垒理论，很好地解释了这一现象以及另外一些当时尚未得到解释的事实。

经典的液滴模型裂变理论认为，在裂变过程中，原子核发生形变，形变增大到一定程度后，断开成两部分。随着形变的增大，原子核的势能先是上升，到达一极大值，然后再下降（如图中虚线所示），这就是裂变势垒。斯特鲁金斯基把核壳层模型的概念从球形核推广到大形变核(见综合模型)，对上述液滴模型理论进行校正。由于大形变的壳修正，某些中子数接近147的原子核，势能曲线上出现一个凹坑，形成了两个峰（如图中实线所示）。这样的势垒称为双峰势垒。

对于双峰势垒，除了基态（在图中C点）外，还存在一个亚稳的同质异能态(在图中 D点)。它和基态之间由一个势垒（内垒A）隔开，所以尽管自旋差异不大，核素也不会很快跃迁回基态去。核素可以穿透外垒 B而发生自发裂变。同基态的自发裂变相比，穿透的势垒要低得多，也薄得多，所以自发裂变半衰期比基态的短很多。

裂变同质异能态的成因与原子核的一般同质异能态(见同质异能素)的不同，并非由于较大的自旋差异，而是由于该态原子核的形状同基态的不一样，所以又被称为形状同质异能态。有趣的是，形状同质异能态本身还可以具有自己的自旋同质异能态(如在图上 E处)。因此，一个核素可以有两个裂变同质异能态，它们之间自旋相差很大，激发能、寿命也不一样。

到1979年为止，在铀、镎、钚、镅、锔、锫的33个核素中（质子数92～97，中子数141～152），总共已观察到44个裂变同质异能素，以钚、镅为最多。其中，半衰期最短的只有10-12秒量级，最长的为14毫秒。

裂变同质异能素的发现及深入研究，丰富了人们对于裂变过程的认识，也加深了对于重原子核特性的了解。

参考书目

1. R.范登博施、J.R.休伊曾加著，黄胜年等译：《原子核裂变》，原子能出版社，北京，1980。(R. Vandenbosch， J.R.Huizenga，Nuclear Fission， Academic Press， New York and London，1973.)