Fotodisintegrasyon nedir?

Fotodisintegrasyon, büyük enerjili gama ışınları bir atom çekirdeğine çarpıp parçalara bölündüğünde meydana gelen fiziksel bir süreçtir. Tüm elektromanyetik spektrumun dışında, gama ışınları en enerjiktir ve ayrıca en kısa dalga boyuna, bir atom çekirdeğinin büyüklüğüne veya daha azına sahiptir.

Foto parçalanma, atom çekirdeğinin kırılmasına, nükleer parçalanmaya neden olur. Bu, nükleer reaktörlerde ve nükleer bombalarda zincirleme reaksiyonlara neden olan aynı mekanizmadır. Demirden daha hafif elementler için reaksiyon enerji tüketir ve daha ağır elementler için serbest bırakır. Demirden daha hafif olan elementler, kırılmaları için ayrılmasından daha fazla enerji gerektirir. Foto parçalanma yoluyla üretilen enerji, atom çekirdeğindeki parçacıkları bir arada tutan güçlü nükleer kuvvetten kaynaklanır.

Foto parçalanma süreci, evreni ilk aydınlatan ilkel Popülasyon III yıldızları gibi 250 veya daha büyük güneş kütleli yıldızların yer aldığı süpernovalarda ana faktördür. Çöken süper kütleli bir yıldızda, merkezdeki sıcaklık o kadar büyüktür ki, foto parçalanma yeteneğine sahip gama ışınları üretilir. Böyle bir yıldızın çekirdeğindeki elementlerin büyük çoğunluğu demirden daha hafiftir, çünkü reaksiyon enerjiyi emer, yıldızın ortasındaki basıncı azaltır ve bir kara deliğe çökmesine neden olur.

Düşük - ama yine de oldukça yüksek - enerjilerde, foto parçalanma sadece bir veya iki protonu veya nötronu çekirdekten keser. Daha yüksek enerjilerde, tüm çekirdek bölünür, ancak daha küçük ve büyük çekirdeklerin bölünmesi için daha büyük ve daha büyük enerjiler gerekir.

Fotodisintegrasyon bilim adamları tarafından laboratuar ortamında çalışılmamıştır, çünkü onu başlatmak için gereken enerjiler çok fazladır. Belki yakın gelecekte foto parçalanmanın daha yakından çalışılmasını sağlayan deneysel bir cihaz kurarız, ancak o zamana kadar teorik çalışmalar yeterli görünüyor.