आइसोबार (न्यूक्लाइड)

This article is about the concept in nuclear physics. For further meanings, see Isobar.

न्यूक्लाइड्स के इस चार्ट में, समदाब रेखाएँ निचले दाएँ से ऊपरी बाएँ तक चलने वाली विकर्ण रेखाओं के साथ होती हैं। बीटा स्थिरता की रेखा में काले रंग में दिखाए गए पर्यवेक्षणीय रूप से स्थिर न्यूक्लाइड शामिल हैं; डिस्कनेक्ट किए गए 'द्वीप' मैटाच आइसोबार नियम का परिणाम हैं।

आइसोबार विभिन्न रासायनिक तत्वों के परमाणु (न्यूक्लाइड) होते हैं जिनमें समान संख्या में न्यूक्लियॉन होते हैं। इसके विपरीत, आइसोबार परमाणु संख्या (या प्रोटॉन की संख्या) में भिन्न होते हैं लेकिन उनकी द्रव्यमान संख्या समान होती है। समदाब रेखाओं की एक श्रृंखला का उदाहरण सल्फर-40| है⁴⁰एस, क्लोरीन-40|⁴⁰सीएल, आर्गन-40|⁴⁰एआर, पोटैशियम-40|⁴⁰के, और कैल्शियम-40|⁴⁰सीए. जबकि इन न्यूक्लाइड्स के सभी नाभिकों में 40 न्यूक्लियॉन होते हैं, उनमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की अलग-अलग संख्या होती है।

1918 में अल्फ्रेड वाल्टर स्टीवर्ट द्वारा न्यूक्लाइड्स के लिए आइसोबार्स (मूल रूप से आइसोबर्स) शब्द का सुझाव दिया गया था। यह ग्रीक भाषा के शब्द आइसोस से लिया गया है, जिसका अर्थ है बराबर और बारोस, जिसका अर्थ है वजन।

मास

समान द्रव्यमान संख्या का तात्पर्य न तो परमाणु नाभिक के समान अपरिवर्तनीय द्रव्यमान से है, न ही संबंधित न्यूक्लाइड्स के समान परमाणु द्रव्यमान से है। अर्ध-अनुभवजन्य द्रव्यमान सूत्र से | नाभिक के द्रव्यमान के लिए वीज़स्कर सूत्र:

$m(A,Z)=Zm_{p}+Nm_{n}-a_{V}A+a_{S}A^{2/3}+a_{C}{\frac {Z^{2}}{A^{1/3}}}+a_{A}{\frac {(N-Z)^{2}}{A}}-\delta (A,Z)$

जहां द्रव्यमान संख्याA परमाणु संख्या के योग के बराबर हैZ और न्यूट्रॉन की संख्याN, और m_p, m_n, a_V, a_S, a_C, a_A नियतांक हैं, कोई देख सकता है कि द्रव्यमान किस पर निर्भर करता है Z और N गैर-रैखिक रूप से, यहां तक ​​कि निरंतर द्रव्यमान संख्या के लिए भी। विषम संख्या के लिएA, यह माना जाता है δ = 0 और बड़े पैमाने पर निर्भरताZ उत्तल कार्य है (या चालूN या N − Z, यह स्थिरांक के लिए मायने नहीं रखताA). यह बताता है कि न्यूट्रॉन-समृद्ध न्यूक्लाइड्स के लिए बीटा क्षय ऊर्जावान रूप से अनुकूल है, और पॉज़िट्रॉन क्षय अत्यधिक न्यूट्रॉन युक्त वाले न्यूक्लाइड्स के लिए अनुकूल है। दोनों क्षय मोड द्रव्यमान संख्या को नहीं बदलते हैं, इसलिए एक मूल नाभिक और उसके क्षय उत्पाद नाभिक आइसोबार होते हैं। उपर्युक्त दोनों मामलों में, एक भारी नाभिक अपने हल्के आइसोबार में क्षय हो जाता है।

सम संख्या के लिएA द δ शब्द का रूप है:

$\delta (A,Z)=(-1)^{Z}a_{P}A^{-{\frac {1}{2}}}$

कहाँ a_P एक और नियतांक है। उपरोक्त द्रव्यमान अभिव्यक्ति से घटाया गया यह शब्द सम-विषम नाभिकों के लिए धनात्मक और विषम-विषम नाभिकों के लिए ऋणात्मक है। इसका मतलब यह है कि सम-सम नाभिक, जिनमें न्यूट्रॉन की अधिकता या न्यूट्रॉन की कमी नहीं होती है, उनके विषम-विषम आइसोबार पड़ोसियों की तुलना में उच्च परमाणु बाध्यकारी ऊर्जा होती है। इसका तात्पर्य है कि सम-सम नाभिक (अपेक्षाकृत) हल्का और अधिक स्थिर होता है। अंतर विशेष रूप से छोटे के लिए मजबूत हैA. इस प्रभाव की भविष्यवाणी (गुणात्मक रूप से) अन्य परमाणु मॉडल द्वारा भी की जाती है और इसके महत्वपूर्ण परिणाम होते हैं।

स्थिरता

मटौच आइसोबार नियम कहता है कि यदि आवर्त सारणी पर दो आसन्न तत्वों में समान द्रव्यमान संख्या के समस्थानिक हैं, तो इनमें से कम से कम एक आइसोबार रेडियोन्यूक्लाइड (रेडियोधर्मी) होना चाहिए। अनुक्रमिक तत्वों के तीन आइसोबार के मामलों में जहां पहले और आखिरी स्थिर होते हैं (यह अक्सर सम-सम न्यूक्लाइड के लिए मामला होता है, #even ए देखें), मध्य आइसोबार का शाखित क्षय हो सकता है। उदाहरण के लिए, रेडियोधर्मी आयोडीन-126 में दो क्षय विधियों के लिए लगभग समान संभावनाएँ हैं: पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन, जो टेल्यूरियम-126 की ओर ले जाता है, और बीटा उत्सर्जन, जिसके कारण क्सीनन-126 होता है।

द्रव्यमान संख्या 5 (हीलियम -4 प्लस एक प्रोटॉन या न्यूट्रॉन में क्षय), 8 (दो हीलियम-4 नाभिक में क्षय), 147, 151, साथ ही साथ 209 और उससे अधिक के लिए कोई स्थिर स्थिर आइसोबार मौजूद नहीं है। 36, 40, 46, 50, 54, 58, 64, 70, 74, 80, 84, 86, 92, 94, 96, 98, 102, 104, 106, 108, 110, 112 के लिए दो प्रेक्षणात्मक रूप से स्थिर आइसोबार मौजूद हैं। 114, 120, 122, 123, 124, 126, 132, 134, 136, 138, 142, 154, 156, 158, 160, 162, 164, 168, 170, 176, 192, 196, 198 और 204। सिद्धांत रूप में, किन्हीं भी दो स्थिर न्यूक्लाइडों की द्रव्यमान संख्या समान नहीं होती है (चूँकि समान द्रव्यमान संख्या वाले दो न्यूक्लाइड्स बीटा क्षय और दोहरे बीटा क्षय दोनों के लिए स्थिर नहीं होते हैं), और द्रव्यमान संख्या 5, 8, 143-155 के लिए कोई स्थिर न्यूक्लाइड मौजूद नहीं होते हैं। , 160–162, और ≥ 165, चूंकि सैद्धांतिक रूप से, इन द्रव्यमान संख्याओं के लिए बीटा-क्षय स्थिर समभार|बीटा-क्षय स्थिर न्यूक्लाइड अल्फा क्षय से गुजर सकते हैं।

यह भी देखें

• समस्थानिक (प्रोटॉन की समान संख्या वाले न्यूक्लाइड)
• [[ आइसोटोपिक ]] (न्यूट्रॉन की समान संख्या वाले न्यूक्लाइड)
• परमाणु आइसोमर्स (एक ही न्यूक्लाइड के विभिन्न उत्साहित राज्य)
• जादू संख्या (भौतिकी)भौतिकी)
• इलेक्ट्रॉन ग्रहण

ग्रन्थसूची

Sprawls, Perry (1993). "5 – Characteristics and Structure of Matter". Physical Principles of Medical Imaging (2 ed.). Madison, WI: Medical Physics Publishing. ISBN 0-8342-0309-X. Retrieved 28 April 2010.