Isomeria nuclear

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A isomeria nuclear é um estado metaestável de um átomo causada pela excitação de um proton ou neutron no seu núcleo atômico de modo que requeira uma mudança no spin antes que possa liberar a sua energia extra. A isomeria nuclear não tem nada de semelhante com a definição de um produto químico que apresenta isomeria, que é o uso mais comum da palavra. Contrasta também com o significado de isótopo . no qual a diferença é o número de nêutrons no núcleo. Os "isômeros metaestáveis" de um átomo em particular são designados usualmente com um “m” ( ou, no caso de átomos com mais de um isômero, 2m, 3m, e assim por diante ). Esta designação é colocada geralmente após o símbolo e o número atômico do átomo ( por exemplo, Co-58m ), também é colocado as vezes como um sobreescrito antes do síbolo ( por exemplo, ^mCo-58 ).

A maioria dos isômeros nucleares são muito instáveis, e emitem a energia extra imediatamente ( na ordem de 10^-12 segundos ) . Como consequência, o termo é restrito geralmente para significar isômeros com meias-vida de 10^-9 segundos ou mais. A mecânica quântica prevê que determinadas espécies atômicas possuirão raramente isômeros com vidas mais longas, mesmo para este padrao mais restrito.

O único isômero nuclear estável e o Ta-180m, que ocorre naturalmente no tantálio em, aproximadamente, uma parte de 8300. Sua meia-vida é , no mínimo, de 10¹⁵ anos, portanto, para efeitos pode ser considerado inteiramente estável. A origem deste isômero é misteriosa , embora se acredite que tenha algo com a produção de supernovas. Quando retorna ao seu nível energético mais baixo libera fótons com comprimentos de onda de 16 nanômetros — raio-X comprimentos de onda. Há relatórios que indicam que o Ta-180m pode ser forçado a liberar a sua energia por raios-X mais fracos, mas estão atualmente sob controvérsias científicas

Um outro isômero nuclear razoavelmente estável ( com uma meia-vida de 31 anos ) é o Hf-178m, que apresenta uma energia de excitação mais elevada do que qualquer metaestável. Um quilograma de Hf-178-2m puro contém aproximadamente 900 [{Joule|megajoule]] de energia, ou aproximadamente um quarto de quiloton. Toda a energia liberada esta em radiação gama de 0,05 nanômetros. Como no caso do Ta-180m há relatórios que indicam que o o Hf-178-2m pode ser estimulado a liberar sua energia e, como conseqüência, a substância está sendo estudada como uma fonte possível de lasers de radiação gama. Estes relatórios também indicam que a energia é liberada muito rapidamente, de modo que o Hf-178-2m possa produzir potenciais extremamente altas, na ordem de hexawatts.

Ambos os isômeros nucleares , assim como outros, estão sendo explorados atualmente como meios de armazenamento de energia, pois é possível “bombear” átomos do tipo padrão em seus estados mais elevados. Entretanto, todos os métodos atualmente conhecidos de fazer este bombeamento ainda são muito ineficientes, e o conhecimento de como provocar uma liberação da energia ainda está no seu estagio inicial.

[editar] Ligações externas

• Research on nuclear isomers - The Center for Quantum Electronics, The University of Texas at Dallas