核同質異能素英文解釋翻譯、核同質異能素的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 nuclear isomer

分詞翻譯：

核的英語翻譯：

hilum; nucleus; putamen; stone
【醫】 caryo-; caryon; core; karyo-; karyon; kernel; nidi; nidus; nuclei
nucleo-; nucleus

同質異能素的英語翻譯：

【化】 nuclear isomer

專業解析

核同質異能素（英文：nuclear isomer）是指原子核的一種特殊狀态，它與該核素的基态具有相同的質子數（Z）和中子數（N），即屬于同一種核素（相同的同位素），但處于不同的、壽命較長的激發态能級。這種激發态并非瞬間衰變，而是具有一定的半衰期（通常大于10^-9秒），因此可以被視為該核素的一種獨特的“亞穩态”形式。

以下是其核心特征和意義的詳細解釋：

“同質”的含義 (Homogeneity)：
- 指核同質異能素與其對應的基态原子核擁有完全相同的核子組成。它們具有相同的原子序數（質子數 Z）和質量數（中子數 N + 質子數 Z），因此是同一種化學元素的同一種同位素。例如，^99mTc（锝-99m）和 ⁹⁹Tc（锝-99）就是同一種核素（锝-99）的兩種不同狀态，前者是核同質異能素（亞穩态），後者是基态。
“異能”的含義 (Isomerism)：
- 指這些處于激發态的原子核具有與基态不同的能量和不同的内在性質（如自旋、宇稱等量子态）。
- 這種能量差異源于核子在原子核内排列方式或運動狀态的不同，導緻了不同的能級結構。
- 最關鍵的特征是，這種激發态具有相對較長的壽命（半衰期），遠長于典型的原子核激發态（通常在10^-12秒量級或更短）。這種長壽命使得它們能夠被分離、研究和應用。核物理文獻中通常将半衰期長于約 10^-9 秒的激發态歸類為同質異能态。
主要特性與行為：
- 衰變方式：核同質異能素最終會通過釋放能量衰變到基态（或另一個較低的能态）。最常見的衰變方式是：
  - γ衰變：釋放高能光子（γ射線）。這是最常見的衰變方式，也是核醫學成像（如 SPECT）的基礎（例如 ^99mTc 衰變到 ⁹⁹Tc）。
  - 内轉換：原子核将激發能直接傳遞給核外電子，使其發射出來（内轉換電子）。
  - β衰變或α衰變：少數核同質異能素也可能發生β衰變（釋放電子或正電子）或α衰變（釋放氦核），但最終仍會到達基态。
- 半衰期：核同質異能素的半衰期範圍很廣，從納秒（ns）到分鐘、小時、天，甚至存在極長壽命的同質異能素（如 ^180mTa，半衰期超過 105 年）。研究顯示，^180mTa 的半衰期是目前已知最長的核同質異能素之一。
- 自旋與宇稱差異：同質異能态與基态之間通常存在較大的自旋差異（ΔI ≥ 3），這使得它們之間的γ躍遷是高度禁戒的（多極性階次高，如M4, E5等），導緻躍遷概率極低，從而壽命顯著延長。
重要性與應用：
- 核醫學：最著名的應用是 ^99mTc（锝-99m）。它由 ⁹⁹Mo（钼-99）衰變産生，半衰期約6小時，衰變時釋放單一能量的γ射線（140 keV），非常適合用于單光子發射計算機斷層成像（SPECT），是診斷成像的“主力軍”。
- 基礎核物理研究：研究核同質異能素有助于理解原子核的結構、能級、激發模式（如形狀共存、高自旋态）、核力性質以及衰變機制（特别是高禁戒躍遷）。
- 潛在能源：理論上，某些具有極高激發能的核同質異能素（如 ^178m2Hf）儲存着巨大的能量。如果能夠可控地觸發其快速衰變（γ射線爆發），可能成為一種高能量密度儲能方式，但實現可控釋放面臨巨大技術挑戰。
- 核鐘：極長壽命的同質異能素（如 ^229mTh）因其潛在的超窄躍遷線寬，被研究作為下一代核鐘的候選者，精度可能遠超現有的原子鐘。

核同質異能素本質上是同一種原子核（相同 Z 和 N）的長壽命激發态。其“同質”指核子組成相同，“異能”指其處于不同的（亞穩态）能級，具有不同的物理性質和較長的壽命。它們在核醫學診斷、基礎物理研究和前沿技術探索中扮演着重要角色。

網絡擴展解釋

核同質異能素（Nuclear isomer）是指原子核的質子數和中子數相同，但處于不同能量狀态的核素。以下從定義、特點、應用三個方面進行詳細解釋：

一、基本定義

核同質異能素屬于同一種核素的不同能态形式，其原子核處于亞穩态（激發态）。例如，锝-99m（^99mTc）與锝-99（⁹⁹Tc）互為同質異能素，符號中“m”表示亞穩态。

二、核心特點

能量差異
亞穩态原子核的能量比基态高數百萬電子伏特（MeV），這種能量以伽馬射線形式釋放時效率極高。
壽命差異
大多數激發态壽命極短（約10^-12秒），但部分核同質異能素亞穩态壽命較長，甚至可達數小時或數年。
符號标識
通常在質量數後加“m”标注，如^99mTc。

三、應用領域

醫學成像
锝-99m是核醫學中最常用的顯像劑，因其釋放的伽馬射線能量適中且半衰期短（6小時），適合人體檢查。
潛在軍事用途
核同質異能素儲存的能量密度是傳統炸藥的百萬倍，理論上可作為“清潔核武器”的能源，但相關研究仍處于探索階段。

四、相關概念辨析

同位素：質子數相同、中子數不同（如¹²C與¹⁴C）。
同質異能素：質子數和中子數均相同，僅能态不同（如^99mTc與⁹⁹Tc）。

總結來看，核同質異能素通過亞穩态儲存巨大能量，在醫學和未來能源/武器領域具有獨特價值，但其武器化應用仍面臨技術挑戰。