Vad är fotodisintegration?

fotodisintegration är en fysisk process som uppstår när gammastrålar med massiva energier slår en atomkärna och delar upp den. Av hela det elektromagnetiska spektrumet är gammastrålar de mest energiska, och har också den kortaste våglängden, storleken på en atomkärna eller mindre.

fotodisintegration orsakar kärnklyvning, brytningen av atomkärnan. Detta är samma mekanism som orsakar kedjereaktioner i kärnreaktorer och kärnbomber. För element lättare än järn, konsumerar reaktionen energi, och för element tyngre släpper den den. Element lättare än järn kräver mer energi för att bryta isär än vad som släpps från det brottet. Energi som genereras av fotodisintegration härrör från den starka kärnkraften som håller partiklarna i atomkärnan tillsammans.

Processen med fotodisintegration är en viktig faktor i supernovaer som involverar stjärnor med 250 eller högre solmassor, som de primordiala befolkningen III -stjärnor som var FIRST för att tända universum. I en kollapsande supermassiv stjärna är temperaturen i mitten så stor att gammastrålar som kan produceras fotodisintegration. Eftersom de allra flesta element i kärnan i en sådan stjärna är lättare än järn, absorberar reaktionen energi, minskande tryck i mitten av stjärnan och får den att kollapsa i ett svart hål.

vid lägre - men ändå extremt höga - energier, fotodisintegration slår bara av en eller två protoner eller neutroner från kärnan. Vid högre energier delas hela kärnan isär, men större och större energier är nödvändiga för att dela upp mindre kärnor.

fotodisintegration har inte studerats av forskare i laboratoriekontext eftersom de energier som krävs för att initiera den är för extrem. Kanske på avstånd framtiden kommer vi att bygga en experimentell apparat som tillåter närmare studieav fotodisintegration, men fram till dess verkar teoretiska studier vara tillräckliga.