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Kernisomere

Autor: Hans Lohninger

Atomkerne können - genauso wie die Atomhüllen - einen oder mehrere angeregte Zustände aufweisen, die jeweils unterschiedlichen Energieniveaus entsprechen. Man nennt die energetisch unterschiedlichen, aber in ihrer Zusammensetzung gleichen Atomkerne Kernisomere. Kernisomere sind also Isotope auf unterschiedlichen Energieniveaus. Sie werden durch ein hochgestelltes "m" nach der Atommasse angezeigt. Gibt es von einem Isotop mehrere Kernisomere so werden diese durchnummeriert, also z.B. 166m1Ho, oder 178m2Hf.

Bei der Rückkehr eines angeregten Kerns in seinen Grundzustand verliert er Energie, die entweder als Gammaquant oder als hochenergetisches Elektron (durch "interne Konversion", bei der ein Elektron der innersten Schale aus der Elektronenhülle geschleudert wird) abgestrahlt wird. Die Halbwertszeit für die Rückkehr in den Grundzustand kann von Picosekunden bis zu Milliarden von Jahren reichen. Die meisten Kernisomere kehren innerhalb extrem kurzer Zeit (im Picosekundenbereich) in den Grundzustand zurück. Kernisomere mit längerer Halbwertszeit (> 1 ns) nennt man metastabile Nuklide (z.B. 99mTc mit th=6.01 h, oder 178m2Hf mit th=31 Jahre).

Kernisomere können in Abhängigkeit der Anregungsenergie beträchtliche Energiemengen speichern, so enthält 1 g 178m2Hf rund 1.3 GJ, was der Energie entspricht die bei der Explosion von etwa 310 kg TNT freigesetzt wird.

Die folgende Tabelle listet die Zahl der bekannten Kernisomere aller chemischen Elemente auf:

Element Ordnungszahl Zahl der bekannten Kernisomere
Actinium 89 7
Aluminium 13 4
Americium 95 11
Antimon 51 33
Argon 18 0
Arsen 33 9
Astat 85 23
Barium 56 8
Berkelium 97 7
Beryllium 4 1
Bismut 83 50
Blei 82 47
Bohrium 107 1
Bor 5 0
Brom 35 13
Cadmium 48 12
Calcium 20 0
Californium 98 1
Cer 58 8
Chlor 17 2
Chrom 24 2
Cobalt 27 11
Copernicium 112 0
Curium 96 6
Cäsium 55 19
Darmstadtium 110 3
Dubnium 105 2
Dysprosium 66 12
Einsteinium 99 4
Eisen 26 6
Erbium 68 13
Europium 63 17
Fermium 100 3
Fluor 9 9
Francium 87 13
Gadolinium 64 11
Gallium 31 3
Germanium 32 13
Gold 79 32
Hafnium 72 26
Hassium 108 1
Helium 2 0
Holmium 67 31
Indium 49 48
Iod 53 17
Iridium 77 32
Kalium 19 3
Kohlenstoff 6 1
Krypton 36 8
Kupfer 29 8
Lanthan 57 12
Lawrencium 103 1
Lithium 3 3
Lutetium 71 42
Magnesium 12 1
Mangan 25 7
Meitnerium 109 2
Mendelevium 101 5
Molybdän 42 8
Natrium 11 2
Neodym 60 13
Neon 10 1
Neptunium 93 4
Nickel 28 9
Niobium 41 28
Nobelium 102 4
Osmium 76 9
Palladium 46 12
Phosphor 15 0
Platin 78 13
Plutonium 94 11
Polonium 84 28
Praseodym 59 14
Promethium 61 18
Protactinium 91 3
Quecksilber 80 14
Radium 88 16
Radon 86 13
Rhenium 75 19
Rhodium 45 24
Roentgenium 111 0
Rubidium 37 13
Ruthenium 44 7
Rutherfordium104 5
Samarium 62 12
Sauerstoff 8 0
Scandium 21 12
Schwefel 16 1
Seaborgium 106 1
Selen 34 10
Silber 47 34
Silizium 14 0
Stickstoff 7 4
Strontium 38 6
Tantal 73 34
Technetium 43 22
Tellur 52 18
Terbium 65 25
Thallium 81 41
Thorium 90 5
Thulium 69 26
Titan 22 2
Uran 92 8
Vanadium 23 4
Wasserstoff 1 0
Wolfram 74 9
Xenon 54 8
Ytterbium 70 13
Yttrium 39 28
Zink 30 10
Zinn 50 32
Zirconium 40 6



Last Update: 2013-08-08