ఐసోబారులు

ఐసోబార్లు అనగా ఒకే సంఖ్య గల కేంద్రక కణాలను కలిగి ఉన్న వివిధ మూలక పరమాణువులు. అనగా ఒకే ద్రవ్యరాశి సంఖ్య వేర్వేరు పరమాణు సంఖ్యలు కలిగిన వేర్వేరు మూలక పరమాణువులను ఐసోబారులు అంటారు. ఐసోబారులలో ప్రోటాన్ల సంఖ్యలు మారుతాయి. అందువల్ల మూలకాలు కూడా వేర్వేరుగా ఉంటాయి. ఐసోబార్ శ్రేణికి ఒక ఉదాహరణ: ⁴⁰S, ⁴⁰Cl, ⁴⁰Ar, ⁴⁰K, ⁴⁰Ca. ఈ ఉదాహరణలోని వివిధ మూలకాలు ఒకే సంఖ్యగల కేంద్రక కణాలు (40) కలిగి ఉన్నాయి. వీటిలో ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్ల సంఖ్యలు వేర్వేరుగా ఉంటాయి.^[1]

ఐసోబార్స్ (ఆంగ్లం:isobars) అనే పదాన్ని 1918లో ఆల్ఫ్రైడ్ వాల్టెర్ స్టెవాంట్ సూచించాడు.^[2] ఈ పదం గ్రీకు పదం నుండి వ్యుత్పత్తి అయినది. గ్రీకు భాషలో " isos" అనగా "సమానం", "baros" అనగా "భారం".^[3]

ఒకే ద్రవ్యరాశి అనగా ఒకే కేంద్రక ద్రవ్యరాశి లేదా సంబంధిత కేంద్రకాల సమాన పరమాణు ద్రవ్యరాశులు. కేంద్రక ద్రవ్యరాశికి ఉపయోగించే వైజ్‌సేకర్స్ ఫార్ములా ప్రకారం:

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

పరమాణు ద్రవ్యరాశి సంఖ్య (A) అనగా ఆ పరమాణువు పరమాణు సంఖ్య (Z), న్యూట్రాన్ల సంఖ్య (N) మొత్తానికి సమానం. m_p, m_n, a_V, a_S, a_C, a_Aలు స్థిరాంకాలు, మనం పరిశీలిస్తే అరేఖీయంగా ద్రవ్యరాశి సంఖ్య Z, N లపై ఆధారపడి ఉంటుంది. A బేసి సంఖ్యలో ఉంటే, δ = 0 అవుతుంది.

న్యూట్రాన్ అధికంగా ఉండే కేంద్రకాలకు బీటా విఘటనం శక్తివంతంగా అనుకూలంగా ఉంటుందని, బలంగా న్యూట్రాన్-లోపం గల న్యూక్లైడ్లకు పాజిట్రాన్ విఘటనం అనుకూలంగా ఉంటుందని ఇది వివరిస్తుంది. రెండు విఘటనాలు ద్రవ్యరాశి సంఖ్యను మార్చవు, అందువల్ల అసలు కేంద్రకం, దాని పుత్రికా కేంద్రకం ఐసోబార్లు అవుతాయి. పైన పేర్కొన్న రెండు సందర్భాల్లో, ఒక భారీ కేంద్రకం దాని తేలికైన ఐసోబార్‌కు విఘటనం చెందుతుంది.

A సరిసంఖ్య అయితే, δ ఈ క్రింది రూపంలో ఉంటుంది:

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

ఇందులో a_P వేరొక స్థిరాంకం. పైన ఉన్న ద్రవ్యరాశిని వివరించు సూత్రం నుండి తీసివేయబడిన ఈ పదం సమాన-సమాన కేంద్రకాలకు ధనాత్మకంగా ఉంటుంది. బేసి-బేసి కేంద్రకాలకు ఋణాత్మకంగా ఉంటుంది.

ఆవర్తన పట్టికలో రెండు ప్రక్కనే ఉన్న మూలకాలు ఒకే ద్రవ్యరాశి సంఖ్య గల ఐసోటోపులను కలిగి ఉంటే, ఈ ఐసోబార్లలో కనీసం ఒక రేడియోన్యూక్లైడ్ (రేడియోధార్మిక) అయి ఉండాలి అని మాటాచ్ ఐసోబార్ నియమం పేర్కొంది. మొదటి, చివరి స్థిరంగా ఉన్న మూడు ఐసోబార్ల వరుస మూలకాల విషయంలో (ఇది తరచూ సమాన-న్యూక్లైడ్‌ల విషయంలో కూడా ఉంటుంది, పైన చూడండి), మధ్య ఐసోబార్ యొక్క శాఖల విఘటనం సంభవించవచ్చు; రేడియోధార్మిక అయోడిన్-126 రెండు విఘటనాలకు దాదాపు సమానమైన సంభావ్యతలను కలిగి ఉంది, ఇది వేర్వేరు పుత్రికా ఐసోటోపులకు దారితీస్తుంది: టెల్లూరియం-126, జీనాన్-126.

ద్రవ్యరాశి సంఖ్య 5 కొరకు పరిశీలనాత్మకంగా స్థిరమైన ఐసోబార్లు లేవు (హీలియం-4 విఘటనలు, ఒక ప్రోటాన్ లేదా న్యూట్రాన్), 8 (రెండు హీలియం-4 విఘటనలు), 147,151, అలాగే 209 అంతకంటే ఎక్కువ.రెండు పరిశీలనాత్మకంగా స్థిరమైన ఐసోబార్లు ఉన్నాయి: 36, 40, 46, 50, 54, 58, 64, 70, 74, 80, 84, 86, 92, 94, 96, 98, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 120, 122, 123, 124, 126, 132, 134, 136, 138, 142, 154, 156, 158, 160, 162, 164, 168, 170, 176, 180, 184, 192, 196, 198, 204.^[4]

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.