Wat is fotodisintegratie?

Fotodisintegratie is een fysiek proces dat optreedt wanneer gammastralen met massieve energieën een atoomkern raken en deze uit elkaar splitsen. Uit het gehele elektromagnetische spectrum zijn gammastralen de meest energieke, en hebben ook de kortste golflengte, de grootte van een atoomkern of minder.

fotodisintegratie veroorzaakt kernsplijting, de breuk van atoomkernen. Dit is hetzelfde mechanisme dat kettingreacties veroorzaakt in kernreactoren en nucleaire bommen. Voor elementen lichter dan ijzer, verbruikt de reactie energie, en voor elementen zwaarder brengt het het vrij. Elementen lichter dan ijzer vereisen meer energie om uit elkaar te breken dan uit die breuk wordt vrijgegeven. Energie gegenereerd door fotodisintegratie komt voort uit de sterke nucleaire kracht die de deeltjes in de atoomkern tegenhoudt.

Het proces van fotodisintegratie is een belangrijke factor in supernovat om het universum te verlichten. In een instortende supermassieve ster is de temperatuur in het midden zo groot dat gammastralen in staat zijn tot fotodisintegratie worden geproduceerd. Omdat de overgrote meerderheid van de elementen in de kern van een dergelijke ster lichter is dan ijzer, absorbeert de reactie energie, waardoor de druk in het midden van de ster afneemt en ervoor zorgt dat deze instort in een zwart gat.

Bij lagere - maar nog steeds extreem hoog - energieën, fotodisintegratie slaat slechts één of twee protonen of neutronen uit de kern af. Bij hogere energieën splitst de hele kern zich uit elkaar, maar grotere en grotere energieën zijn nodig om kleinere kernen uit elkaar te splitsen.

Fotodisintegratie is niet door wetenschappers onderzocht in een laboratoriumcontext omdat de energieën die nodig zijn om het te initiëren te extreem zijn. Misschien zullen we in de verte toekomst een experimenteel apparaat bouwen dat de nadere studie mogelijk maaktvan fotodisintegratie, maar tot die tijd lijken theoretische studies voldoende te zijn.