Hva er Photodisintegration?

Photodisintegration er en fysisk prosess som oppstår når gammastråler med massive energier treffer en atomkjerne og deler den fra hverandre. Ut fra hele det elektromagnetiske spekteret er gammastråler de mest energiske, og har også den korteste bølgelengden, størrelsen på en atomkjerne eller mindre.

Photodisintegration forårsaker kjernefysjon, brudd på atomkjerner. Dette er den samme mekanismen som forårsaker kjedereaksjoner i atomreaktorer og atombomber. For elementer som er lettere enn jern, bruker reaksjonen energi, og for elementer som er tyngre, frigjør den den. Elementer som er lettere enn jern, krever mer energi for å gå i stykker enn det som frigjøres fra bruddet. Energi generert ved fotodisintegrasjon stammer fra den sterke kjernekraften som holder partiklene i atomkjernen sammen.

Prosessen med fotodisintegrering er en viktig faktor i supernovaer som involverer stjerner med 250 eller større solmasser, som de eldste befolkning III-stjernene som var de første til å lyse opp universet. I en kollapsende supermassiv stjerne er temperaturen i sentrum så stor at gammastråler som kan fotodisintegrering produseres. Fordi de aller fleste elementer i kjernen av en slik stjerne er lettere enn jern, absorberer reaksjonen energi, reduserer trykket i midten av stjernen og får den til å kollapse i et svart hull.

Ved lavere - men fortsatt ekstremt høye energier - slår fotodisintegrasjon bare av en eller to protoner eller nøytroner fra kjernen. Ved høyere energier splittes hele kjernen fra hverandre, men større og større energier er nødvendige for å splitte mindre kjerner.

Photodisintegration har ikke blitt studert av forskere i laboratoriesammenheng fordi energiene som kreves for å sette i gang den er for ekstreme. Kanskje vi i det fjerne fremtiden vil bygge et eksperimentelt apparat som tillater nærmere undersøkelse av fotodisintegrering, men frem til da ser teoretiske studier ut til å være tilstrekkelige.