Fotodezintegracja

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Ujednoznacznienie Ten artykuł dotyczy reakcji jądrowej. Zobacz też: inne znaczenia tego słowa.
Procesy jądrowe
Procesy rozpadu jądrowego

Procesy syntezy jądrowej

Fotodezintegracja, fototransmutacja – proces fizyczny, w którym bardzo wysokoenergetyczny foton promieniowania gamma oddziałuje z jądrem atomowym skutkując jego przejściem na wyższy poziom energetyczny, co prowadzi do reakcji jądrowych.

Pojedynczy proton lub neutron jest wyrzucany z jądra przez pochłonięty kwant gamma. Proces ten jest zasadniczo odwrotny do syntezy jądrowej, podczas której jądra lekkich pierwiastków łączą się tworząc cięższe jądra i uwalniając energię. Fotodezintegracja jest procesem endotermicznym (energia jest podczas niego absorbowana) dla jąder atomów pierwiastków lżejszych od żelaza oraz egzotermicznym (uwalniającym energię) dla jąder pierwiastków cięższych od żelaza. Zjawisko fotodezintegracji jest odpowiedzialne za nukleosyntezę przynajmniej kilku ciężkich, bogatych w protony pierwiastków poprzez proces p, który ma miejsce w supernowych.

Fotodezintegracja deuteronu[edytuj | edytuj kod]

Reakcja fotodezintegracji

 ^2_1 \mathrm{D} + \gamma \rightarrow ^1_1 \mathrm{H} + \mathrm{n}

czyli rozbicia deuteronu na cząstki składowe została użyta przez Jamesa Chadwicka i Maurice'a Goldhabera do pomiaru różnicy mas protonu i neutronu[1]. Eksperyment ten dowodzi, że neutron nie jest stanem związanym protonu i elektronu, jak to zostało zaproponowane przez Ernesta Rutherforda[2].

Hipernowe[edytuj | edytuj kod]

W eksplozjach bardzo masywnych gwiazd (250 bądź więcej mas Słońca), fotodezintegracja jest ważnym czynnikiem w zjawisku supernowej. Pod koniec życia gwiazda osiąga temperaturę i ciśnienie, w których endoenergetyczne procesy fotodezintegracji tymczasowo redukują ciśnienie i temperaturę w jądrze gwiazdy. Powoduje to początek zapadania się jądra gwiazdy gdy energia jest pochłaniana przez fotodezintegrację i kolapsujące jądro prowadzi do powstania czarnej dziury.

Fotorozszczepienie[edytuj | edytuj kod]

Fotorozszczepienie jest procesem, w którym jądro atomowe po absorpcji kwantu gamma ulega rozszczepieniu (dzieli się dwa jądra o w przybliżeniu równych masach). Jak wykazano fotony gamma o bardzo wysokiej energii mogą wywołać rozszczepienie nawet tak lekkich pierwiastków jak cyna.

Przypisy

  1. James Chadwick i Maurice Goldhaber, "A nuclear 'photo-effect': disintegration of the diplon by \gamma rays", Nature,134, 237-38 (1934).
  2. Derek Livesy,Atomic and Nuclear Physics, Blaisdell Publishing Company, Waltham, Mass. 1996, p. 347