更新时间：2022-08-25 14:30
核同质异能素是一个原子的亚稳态，由其原子核中的质子或中子激发形成，核同质异能素有两种类型：核自旋同质异能素和核形状同质异能素。它们都释放电磁能，不产生放射性。因为在多数情况下，它们最终的核态是稳定的，所以没有剩余辐射。
核同质异能素是一个原子的亚稳态，由其原子核中的质子或中子激发形成，人们将核同质异能素粗略定义为寿命超过10-9s的激发核态，在其超高能量释放之前需要一个自旋变化。亚稳态同质异能素是一种特殊原子，通常标以符号“m”（对于超过一种同质异能素的情况，以2m、3m标识）。比如（铪-178）178Hf2m和178Hf属于同质异能素，高能的178Hf2m放出γ-射线衰变成178Hf。
核同质异能素有两种类型：核自旋同质异能素和核形状同质异能素。它们都释放电磁能，不产生放射性。因为在多数情况下，它们最终的核态是稳定的，所以没有剩余辐射。
核自旋同质异能素是核内角动量严重失衡的结果，其寿命从小于几秒到1015年，其激发能从几个eV到MeV。科学家对核自旋同质异能素已经研究了60多年，确定它们有数百种。这类同质异能素可用的能量巨大，但它们的核态对电磁衰变非常稳定，需要一个非常有力的扳机促使其能量的释放。然而，没有一个扳机是稳定的，因此，核自旋同质异能素的实际应用不太可能。
具有亚稳态、椭圆形状、高度激发的同质异能素是在1962年被偶然发现的。由于返回到基态的电磁衰变被核形状的变化（指激发态和基态之间的形状变化）所抑制，这样的元素被称作核形状同质异能素。在由法国LawrenceBekeleyLab（LBL）的研究人员合作的研究成果中，发现在Hg-Pb区域内的核中，存在30多种核形状同质异能素的证据。理论工作也指出，在周期表的其它区域会存在更多的核形状同质异能素，其激发能预计为几个eV到10MeV。
核同质异能素有三重军事意义：
1）可以提供一种发展（射线激光器的方法；
2）可以用作燃料、炸药和武器；
3）可以预计某些可裂变的同质异能素，裂变时可释放接近核裂变的能量（例如，235U裂变反应放能（比能）约80GJ/g，而同质异能态比能约为1GJ/g（1GJ=109J））。
美国和欧洲的科学家一直把同质异能素作为重要课题，尝试用各种方法进行研究。法美、法俄均有联合项目对其进行研究，以期找到较稳定的、寿命长的同质异能素。1998年美国的研究小组在空军赞助下，曾由重粒子加速器获得铪178Hf2m同质异能素（半衰期约31年，激发能为2.446MeV）。美国利弗莫尔实验室的科学家于1997年预测，57年之后，让核同质异能素释放出巨大能量是有可能的。
核同质异能素储存的能量存在于同质异能态的激发能中。同质异能素可以利用的能量从几个kJ·g-1到100万kJ·g-1，与核裂变反应释放的能量接近（8×107kJ·g-1），而一般炸药的能量只有5kJ·g-1。所以如果能够找到诱发并控制能量释放的方法，核同质异能素就有可能成为一种独立的能源。
人们对几种准粒子同质异能素Lu、Hf、Ta感兴趣，因为它们的激发能量高达2-3MeV，而且可以贮存很长时间。唯一稳定的核同质异能素是Ta-180m，其半衰期至少为1015年，而且它非常稳定。根据报道，用非常微弱的X-射线能迫使Ta-180m释放其能量，但这一观点现在仍处于科学争论阶段。另一个理论上稳定的核同质异能素是原子数为72、贮存的能量约达2.5MeV的重金属铪178，它含有所有稳定同质异能素中最高的激发能。
1克铪（Hf）同质异能素有可能贮存有比50公斤TNT还要大的能量。1kg纯的178Hf2m约包含900kJ能量。1盎司纯的铪-178贮存的能量可以使120吨温度为室温的水沸腾。一油箱的铪-178可以让一辆车绕着地球走520圈。以含有极大威力的铪炸药为基础可能制得比现存常规武器威力更大的微型导弹。正因为它含有如此高的能量密度，所以该项研究已经被美国国防部列入军用关键技术清单。
将核同质异能素的潜在卓越能源发展成为实用能源的关键是触发和生产技术。令人头痛的问题是，这些能量能否以可以控制的形式释放出来?如果能，它将有何用途?
美国LLNL正在开发在核自旋同质异能素和核形状同质异能素中激发能量释放的途径，即用少量能量来获得大量能量的释放。其途径有中子催化法、高强激光激发法和X射线脉冲辐照法，其中研究得较多的是X射线辐照法。
据《广州日报》综合报道，英国《卫报》2003年8月14日报道称，美军武器研究专家正在研制一种致命的激光武器-射线炸弹。这种射线炸弹可发射出拥有巨大能量的γ-射线（伽马射线），从而导致敌人“中弹”后死亡。这种伽马射线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。
这种新武器的威力来源于同质异能素衰变。铪-178的一种同位素异形体178Hf2m正是伽马弹的绝佳原材料，高能状态的178Hf2m放出伽马射线衰变为178Hf的半衰期为31年。