A Mattauch-Shchukarev kizárási szabály ( Mattauch-szabály ) az atomfizika egyik törvénye , amelyet az 1920-as években figyelt fel S. A. Shchukarev szovjet kémikus [1] , végül Josef Mattauch[2] fogalmazta meg 1934-ben .
A szabály lényege, hogy a természetben nem létezhet két olyan stabil izobár , amelyek magjának töltései eggyel különböznek egymástól. Más szóval, ha bármely kémiai elemnek van stabil izotópja , akkor a táblázatban szereplő legközelebbi szomszédai nem rendelkezhetnek azonos tömegszámú stabil izotópokkal .
A szabály különösen azt magyarázza, hogy a technéciumban nincsenek stabil izotópok, annak ellenére, hogy a periódusos rendszerben jóval az ólom előtt van : a szomszédos molibdénnek és ruténiumnak vannak stabil izotópjai 92, 94, 95, 96, 97 tömegszámmal, 98, 100 [3] és 96, 98, 99, 100, 101, 102, 104 [4] .
A szabály alól három pár izobár kivétel . Ezen párok egyikét a stabil 123Sb és 123Te izobárok alkotják . A valóságban a 123 Te nem béta-stabil, a 123 Sb-ben elektronbefogással kell bomlani , azonban ezt a folyamatot a rendkívül hosszú felezési idő miatt még nem fedezték fel - a bomlást elnyomja az ún. béta-átmenet (53 keV) és szignifikáns különbség a szülő- és leánymag spinjei között ( 1⁄2 illetve 7⁄2 ) . Két másik izobár szomszédpárt, amelyekben még nem észleltek béta-bomlást, metastabil tantál-180m képez, ezek a 180 Hf - 180m Ta és a 180m Ta - 180 W párok. A tantál-180m az egyetlen metastabil nuklid ( izomer ) ), amely a természetes izotópkeverékben létezik, a béta-mínusz bomlás 180 W-on, az elektronbefogás 180 Hf-nél, és az izomer átmenet az alapállapotba 180 Ta-nál elméletileg elérhetők, de ezen folyamatok egyikét sem figyelték meg kísérletileg. Ezeket a folyamatokat erősen elnyomják az anyaizotóp magas magspin-értéke ( J = 9). Ugyanakkor a 180 Ta alapállapota béta-aktív, felezési ideje 8,152 óra.
Az izobár láncban szomszédos bármely két izobár atom (azaz azonos összetételű az atommag egy neutron protonnal való helyettesítéséig vagy fordítva) eltérő tömegű. Ennek eredményeként az energiamegmaradás törvénye lehetővé teszi az egyik (több tömegű) atom spontán béta-bomlását egy másik atommá. Itt a béta-bomlás a három folyamat egyikére vonatkozik:
Megjegyzendő, hogy a szabály tiltja a stabil párok létezését, de nem korlátozza a párok természetes izotópos keverékében való jelenlétét, amelynek egyik komponense egy hosszú élettartamú radioaktív nuklid, a második pedig stabil. Elég sok ilyen pár létezik - például 115 In és 115 Sn, 176 Lu és 176 Hf stb.