В ядерной физике изотонами называют нуклеиды различных химических элементов . Они имеют одинаковое число нейтронов , но разное число нуклонов (массовое число) из-за разного числа протонов (атомного номера). Например, ядра бора-12 и углерода-13 содержат по 7 нейтронов , как и изотоны. Точно так же ядра 36 S, 37 Cl, 38 Ar, 39 K и 40 Ca являются изотонами числа 20, поскольку все они содержат по 20 нейтронов.
Этот термин происходит от греческого ἴσος (isos) «одинаковый» и τόνος (tonos) «напряжение», метафорически предполагая единообразие одного свойства (количество нейтронов). Его сформировал немецкий физик К. Гуггенхаймер [1] путем замены буквы «p» в слове « изотоп » с «p» для «протона» на «n» для «нейтрона». [2]
Наибольшее количество наблюдательно стабильных нуклидов существует для изотонов 50 (пять: 86 Kr, 88 Sr, 89 Y, 90 Zr, 92 Mo, не считая также первичного радионуклида 87 Rb) и 82 (шесть: 138 Ba, 139 La, 140 Ce). , 141 Pr, 142 Nd, 144 Sm (учитывая также первичный радионуклид 136 Xe). Нейтронные числа , для которых нет стабильных изотонов, составляют 19, 21, 35, 39, 45, 61, 89, 115, 123 и 127 или более (хотя 21, 142, 143, 146 и, возможно, 150 содержат первичные радионуклиды). Напротив, числа протонов , для которых нет стабильных изотопов, составляют 43 , 61 и 83 или более (83, 90 , 92 и, возможно, 94 имеют первичные радионуклиды). [3] Это связано с ядерными магическими числами , числом нуклонов , образующих полные оболочки внутри ядра, например, 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126. Не более одного стабильного по наблюдениям нуклида имеют один и тот же нечетный нейтрон. числа, кроме 1 ( 2 H и 3 He), 5 ( 9 Be и 10 B), 7 ( 13 C и 14 N), 55 ( 97 Mo и 99 Ru) и 107 ( 179 Hf и 180m Ta). Напротив, все четные нейтроны с номерами от 6 до 124, кроме 84 и 86, имеют как минимум два наблюдательно стабильных нуклида. Нейтронные числа, для которых существует стабильный нуклид и первичный радионуклид, равны 27 ( 50 В), 65 ( 113 Cd), 81 ( 138 La), 84 ( 144 Nd), 85 ( 147 См), 86 ( 148 См), 105 ( 176 Лу) и 126 ( 209 Би). Нейтронные числа, которым соответствуют два первичных радионуклида, равны 88 ( 151 Eu и 152 Gd) и 112 ( 187 Re и 190 Pt).
Числа нейтронов, которые имеют только один стабильный нуклид (сравните: моноизотопный элемент для числа протонов ): 0, 2, 3, 4, 9, 11, 13, 15, 17, 23, 25, 27, 29, 31, 33. , 37, 41, 43, 47, 49, 51, 53, 57, 59, 63, 65, 67, 69, 71, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 84, 85, 86, 87, 91 , 93, 95, 97, 99, 101, 103, 105, 109, 111, 113, 117, 119, 121, 125, 126, а также числа нейтронов, которые имеют только один значимый естественно распространенный нуклид (сравните: мононуклидный элемент для числа протонов ) : 0, 2, 3, 4, 9, 11, 13, 15, 17, 21, 23, 25, 29, 31, 33, 37, 41, 43, 47, 49, 51, 53, 57, 59, 63, 67, 69, 71, 73, 75, 77, 79, 83, 87, 91, 93, 95, 97, 99, 101, 103, 109, 111, 113, 117, 119, 121, 125, 142, 143, 146.
