Время жизни ядер в возбужденных состояниях колеблется в пределах 10‑14 ÷ 10-7с. В редких случаях сочетания низкой энергии с высокой степенью запрета перехода могут наблюдаться возбужденные состояния с временами жизни макроскопического порядка, измеряемые секундами, часами, а иногда и годами. Такие состояния называют метастабильньми, а соответствующие уровни энергии — изомерными уровнями. Ядронуклидав метастабильном состоянии и это же ядро в основном энергетическом состоянии образуют изомерную пару, ядра которой называются изомерами.Часто изомером называют возбужденное метастабильное ядро из изомерной пары. Ядерные изомеры наблюдаются как среди стабильных, так и преимущественно среди β-активных нуклидов. У стабильного нуклида один из изомеров стабилен, а второй распадается с испусканием γ-кванта. Но у β- активного нуклида изомерный уровень не обязательно обращается в основное состояние с испусканием γ-кванта, а может претерпевать β-распад со своим типом и периодом полураспада, отличными от характеристик распада основного состояния. Различие во временах жизни ядер изомерной пары может изменяться в широких пределах от долей секунды до многих лет.
На рис. 5.6.1 показан смешанный распад метастабильного уровня ядра 85Kr. Из-за большой разности спинов изомеров только в 19 % происходит γ-переход и образование изомера с низшей энергией, а в
81 %
β--распад
с образованием ядра 85Kr
в возбужденном состоянии. Обращает внимание большое различие в периодах полураспада
из основного и возбужденного состояний.
Как
правило, изомерное состояние относится к первому возбужденному уровню ядра. Обычно
изомерные ядра — ядра с числами нуклонов от 30 до 49, от 69 до 81 и от 111до 125
(только для нейтронов), т.е. при числах протонов и нейтронов, предшествующих магическим
числам 50, 82, 126.Такое распределение изомеров
находится в хорошем согласии с моделью оболочек (§2.3).В
этих областях значений N или Z
оболочечные уровни, близкие друг к другу по энергии, сильно различаются значениями
спинов, так как принадлежат состояниям с разными значениями главных квантовых
чисел. (см. рис. 2.3.2). Например, ядро 
у
которого не хватает одного протона до Z = 50
(т.е. для замыкания соответствующей оболочки — см. §2.3), имеет в основном состоянии
характеристику 9/2+, а первый возбужденный уровень имеет энергию 336
кэВ с характеристикой 
.
Переход между этими уровнями может происходить, согласно правилам отбора по спину
и четности, лишь при испускании g-кванта
М4 и запрещен настолько, что среднее время жизни возбужденного уровня оказывается
равным 14,4 часа.
