Wat is fotodisintegratie?
Fotodisintegratie is een fysiek proces dat optreedt wanneer gammastralen met massieve energieën een atoomkern raken en deze uit elkaar splitsen. Van het gehele elektromagnetische spectrum zijn gammastralen de meest energetische en hebben ook de kortste golflengte, de grootte van een atoomkern of minder.
Fotodisintegratie veroorzaakt kernsplitsing, het breken van atoomkernen. Dit is hetzelfde mechanisme dat kettingreacties veroorzaakt in kernreactoren en kernbommen. Voor elementen die lichter zijn dan ijzer, verbruikt de reactie energie en voor zwaardere elementen geeft deze deze af. Elementen die lichter zijn dan ijzer, hebben meer energie nodig om uit elkaar te vallen dan bij die breuk vrijkomt. Energie gegenereerd door fotodisintegratie is afkomstig van de sterke kernkracht die de deeltjes in de atoomkern bij elkaar houdt.
Het proces van fotodisintegratie is een belangrijke factor in supernovae waarbij sterren betrokken zijn met 250 of meer zonnemassa's, zoals de oorspronkelijke populatie III-sterren die de eerste waren om het universum te verlichten. In een instortende superzware ster is de temperatuur in het midden zo hoog dat gammastralen met een 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 wordt verlaagd en deze in een zwart gat instort.
Bij lagere - maar nog steeds extreem hoge - energieën klopt fotodisintegratie slechts één of twee protonen of neutronen uit de kern. Bij hogere energieën splitst de hele kern uit elkaar, maar grotere en grotere energieën zijn nodig om kleinere kernen uit elkaar te splitsen.
Fotodisintegratie is niet onderzocht door wetenschappers in een laboratoriumcontext omdat de energieën die nodig zijn om het te initiëren te extreem zijn. Misschien zullen we in de nabije toekomst een experimenteel apparaat bouwen dat de nader onderzoek van fotodisintegratie mogelijk maakt, maar tot die tijd lijken theoretische studies voldoende te zijn.