ガㇺマ射线武器，俗称铪弹，威力介于核武器和常规武器，威力巨大。这种炸弹的工作原理是令某些放射性元素在极短的时间内迅速衰变，从而释放出大量的ガㇺマ射线，但又不引起核裂变或是核聚变。它不会像核炸弹那样造成大量的放射性尘埃，但是所释放的ガㇺマ射线的杀伤力比常规炸弹高数千倍。如利用铪的衰变特性制造的炸弹，一克铪元素所包含的能量，相当于50公斤的黄色炸药，而且铪弹还不需要像核弹那样必须用足够多的质量来达到临界状态。因此，ガㇺマ射线弹技术能够开发质量和体积更小、威力更加巨大的弹头。

工作原理

与其他核武器相比，伽玛射线弹的威力主要表现在以下二个方面：

一是伽玛射线的能量大。由于伽玛射线的波长非常短，频率高，因此具有非常大的能量。

高能量的γ射线对人体的破坏作用相当大，当人体受到γ射线的辐射剂量达到200～600雷姆时，人体造血器官如骨髓将遭到损坏，白血球严重地减少，内出血、头髮脱落，在二个月内死亡的概率为0～80%；

当辐射剂量为600～1000雷姆时，在二个月内死亡的概率为80～100%；

当辐射剂量为1000～1500雷姆时，人体肠胃系统将遭破坏，发生腹泻、发烧、内分泌失调，在二星期内死亡概率接近100%；

当辐射剂量超过5000雷姆时，可导致中枢神经系统受到破坏，发生痉挛、震颤、失调、嗜眠，在二天内死亡的概率为必然。

二是伽玛射线的穿透本领极强。伽玛射线是一种杀人武器，它比中子弹的威力大得多。

中子弹是以中子流作为攻击的手段，但是中子的产额较少，只占核爆炸放出能量的很小一部分，所以杀伤范围只有500～700米，一般作为战术武器来使用。伽玛射线的杀伤范围，据说为方圆100万平方公里，这相当于以阿尔卑斯山为中心的整个南欧。因此，它是一种极具威慑力的战略武器。

这种新型炸弹介于核武器和常规武器之间，威力巨大，但又能避开国际社会对于核武器的种种限制。这种炸弹的工作原理是令某些放射性元素在极短的时间内迅速衰变，从而释放出大量的伽马射线，但又不引起核裂变或是核聚变。爆炸后出现放射性沾染，由于伽马射线可以穿透人体，所以对人的伤害很大，氢弹也可以这样，但是伽马射线弹的爆炸声小，威力大。它不会像核炸弹那样造成大量的放射性尘埃，但是所释放的伽马射线的杀伤力比常规炸弹高数千倍。

ガㇺマ射线弹的利用价值

ガㇺマ射线

一般来说，核爆炸的杀伤力量由四个因素构成：冲击波、光辐射、放射性沾染和贯穿辐射。其中贯穿辐射则主要由强γ射线和中子流组成。

由此可见，核爆炸本身就是一个γ射线光源。通过结构的巧妙设计，可以缩小核爆炸的其他硬杀伤因素，使爆炸的能量主要以γ射线的形式释放，并尽可能地延长γ射线的作用时间（可以为普通核爆炸的三倍），这种核弹就是伽玛射线弹。

1999年美国达拉斯大学的卡尔·科林斯教授发现，铪的这种衰变特性能够用来制造炸弹。在当时的试验中，使用的铪释放出了比输入能量高70倍的能量，从理论上说，铪元素还能释放更高的能量。”

1克铪元素所包含的能量，相当于50千克的TNT炸药，而且铪炸弹还不需要像核弹那样必须用足够多的质量来达到临界状态。因此，伽马射线炸弹技术使美军能够开发质量和体积比常规炸弹更小、而威力更加巨大的弹头。

ガㇺマ射线弹又被称为同质异能素弹(isomer bomb)。据它的提议者介绍，这是一种极其先进的未来武器，能利用所谓同质异能素衰变放出的强，小小一包就能释放出ガㇺマ射线，以摧毁目标中的低熵体。

核异能素

核同质异能素（亦称同核异构体）指的是由于某个原子的原子核内核子（质子或中子）处于激发态，而产生原子核的亚稳态，这种状态下原子核内的核子会占用能量更高的核子轨域。由于这些在亚稳态的核子的半衰期比常见的激发态的核子的半衰期要长，可达100～1000倍于普通激发态，因此被称为亚稳态（Metastability），并在原子的质量数后附上m作为标记，如⁵⁸ᵐCo。在有多个亚稳态时，使用m1、m2、m3等，按照激发能量从低到高进行标记，如¹⁷⁷ᵐHf。大多数时候，这一术语只指那些半衰期超过10⁻⁹秒的状态，一些学术文章中更是推荐以5·10⁻⁹秒作为最短的半衰期。

某些情况下，这种状态可以持续数小时到数年，也有非常极端的例子，比如¹⁸⁰ᵐTa的半衰期就长到至今都没能被观测到其衰变，推测至少有2.9·10¹⁷年。核同质异能素发生的γ衰变有时会被称为同质异能跃迁，不过除了衰变发生前的原子的亚稳态能持续较长时间外，这一过程和普通的γ衰变没有区别。

核同质异能素之所以可以存续较长的时间，通常是因为从这一状态进行γ衰变需要的核自旋改变量较大，使得其发生极为困难甚至是不可能，例如医疗中常用的99mTc自旋为 $\mathrm{\frac{1}{2}\hbar}$ ，其基态自旋为 $\mathrm{\frac{9}{2}\hbar}$，衰变时会放出能量为140keV的γ射线（与医疗用X射线差不多），并拥有6.01小时的半衰期。

核同质异能素最早由奥托·哈恩发现于1921年，当时发现的两个核同质异能素被称为“铀X2”和“铀Z”，而换做现在的命名方式，即234m91Pa和23491Pa。

应用

铪的同质异能素可能可以被诱导产生极强的γ射线，因此或许可以被用于绕过不扩散核武器条约的限制。美国国防高等研究计划署曾经有对这一应用做过调研。

不过，截至2004年，只有180m173Ta被成功地诱导衰变，并且诱导所需要的X射线的能量超过了衰变所放出的能量。尽管如此，由12个成员组成的HIPP已经开始评估各种量产铪同质异能素的方法了。

锝的同质异能素99m43Tc（半衰期6.01小时）和95m43Tc（半衰期61天）在医疗和工业领域中有所应用。

核电池

镥和铪的各种核同质异能素的能量级 核电池会使用极微量的高能量放射性同位素。有一种设计是把放射性材料放在PN结上，材料产生的电离辐射便会在结中产生电子空穴。核同质异能素可以用于替代这些放射材料，并且随着科技发展，我们可能能够控制使用核同质异能素的核电池的开关。候选包括108Ag、166Ho、177Lu和241Am。 生产177Lu时，原子核内部经过一系列的衰变，会放出许多γ射线。研究认为，若是能够掌握在这一系列能量级之间跃迁的条件，我们能够做出比现有的化学电池的能量密度高10倍的储能设备。比如178mHf自然衰变时会放出2.45MeV的能量，也就是说1g的178mHf内含有的能量相当于315kg的黄色炸药，而且它可以以很高的功率输出能量（10^18W）。正在研究以其他种类的同质异能素来诱导178mHf衰变的方法。

衰变过程

核同质异能素可以通过二种方式衰变：

γ衰变，即放出一个高能光子
内转换，即用衰变能量电离自身

核同质异能素可能会有多条衰变途径，比如177mLu可以直接通过半衰期为160.4天的β衰变变成177Hf（过程中伴随着γ衰变），或者先通过半衰期为160.4天的内转换变成177Lu，然后再通过一个半衰期为6.68天的β衰变变成177Hf。

某些情况下，通过γ衰变产生的光子会直接命中原子核外的电子，并使其获得足以脱离原子核束缚的能量，产生光电效应。注意不要将内转换和光电效应混淆，内转换的过程中没有光子这一中间产物。

只有在原子的内层的电子才能参与内转换，这些电子的运动轨迹可能会穿过原子核，在电子靠近的过程中，二者间会产生极强的电场力，导致核子的重新排布和电子飞出。