Gammazerfall oder γ-Zerfall ist die Auflösung eines Elternkerns zu einer Tochter durch die Emission von Gammastrahlen (hochenergetischen Photonen). Dieser Übergang ( γ-Zerfall ) kann charakterisiert werden als:
Wie zu sehen ist, bleiben Atom- und Massenzahlen des Tochterkerns gleich , wenn ein Kern Gammastrahlen aussendet , aber der Tochterkern bildet einen unterschiedlichen Energiezustand desselben Elements. Es ist zu beachten, dass Nuklide mit gleicher Protonenzahl und gleicher Massenzahl (was sie per Definition zum gleichen Isotop macht), aber in einem anderen Energiezustand als Kernisomere bezeichnet werden. Wir geben normalerweise Isomere mit einem hochgestellten m an, also: 241m Am oder 110m Ag.
Isomerieübergang
In bestimmten Fällen kann der angeregte Kernzustand, der auf die Emission eines Betateilchens oder einer anderen Art von Anregung folgt, eine lange Zeit (Stunden, Tage und manchmal viel länger) im metastabilen Zustand bleiben , bevor er einem Gammazerfall unterworfen wird, in dem er sich befindet gammastrahlen aussenden Diese langlebigen angeregten Kerne sind als isomere Zustände (oder Isomere ) bekannt und ihre Zerfälle werden als isomere Übergänge bezeichnet . Der Prozess des Isomerenübergangs ähnelt daher jeder Gamma-Emission, unterscheidet sich jedoch darin, dass er die intermediären metastabilen angeregten Zustände der Kerne umfasst.
Metastabile Kerne zeichnen sich häufig durch einen hohen Kernspin aus, der eine Änderung des Spins um mehrere Einheiten oder mehr mit Gamma-Zerfall anstelle eines einzigen Einheitsübergangs erfordert, der in nur 10-12 Sekunden auftritt . Die Geschwindigkeit des Gammazerfalls wird auch verlangsamt, wenn die Anregungsenergie des Kerns gering ist. Ein Beispiel ist der Zerfall des Isomers oder des metastabilen Zustands von Protactinium:
Extrem instabile Kerne, die zerfallen, sobald sie in Kernreaktionen gebildet werden (Halbwertszeit unter 10 -11 s), werden im Allgemeinen nicht als Kernisomere klassifiziert. Isomerenübergänge müssen durch mehrpolige Übergänge höherer Ordnung (im Gegensatz zur Gamma-Emission durch Dipolstrahlung) auf einer längeren Zeitskala erfolgen.
