Fotodesintegração

Física nuclear
Fenômenos Átomo exótico Átomo hidrogenoide Barreira de Coulomb Captura eletrônica Captura neutrônica Decaimento Cluster Efeito Mössbauer Efeito Zeeman Emissão protônica Estrutura fina Fotodesintegração Isomeria nuclear Raios Alfa Raios X Radioatividade Radiação beta Radiação Gama Raio catódico Radiação de neutrões Reação nuclear Nível de energia Nucleossíntese
Conceitos Átomo Afinidade eletrônica Camada de valência Carga nuclear efetiva Energia de ligação Espectro Força nuclear Geometria molecular Interação spin-órbita Isospin Partícula subatômica Spin Massa atômica Massa crítica Material físsil Matéria nuclear Nível aberto Núcleo atómico Número atómico Número quântico principal Orbital atômico Raio atómico Temperatura neutrónica
História História da física
Modelos Atômicos Modelo atômico Modelo atômico de Bohr Modelo atômico de Dalton Modelo atômico de Rutherford Modelo atômico de Thomson Modelo da gota líquida Modelo nuclear de camadas
Leis & Equações Fator de Gamow Fórmula de Rydberg Freqüência de Larmor Lei de Moseley Lei Geiger-Nuttal Momento magnético nuclear Parâmetro de impacto Pico de Gamow Proteção magnética nuclear Seção transversal de dispersão Série de Lyman Série de Paschen Série de Humphreys
Experiências Dispersão de Rutherford Espalhamento de Rutherford Experimento de Geiger-Marsden Experiência da gota de óleo Experimento de Stern-Gerlach Grande Colisor de Hádrons Experiências não LHC
Aplicações Armas nucleares Bomba de nêutrons Combustível nuclear Energia nuclear Fissão nuclear Fissão nuclear espontânea Fusão nuclear Reator nuclear Ressonância magnética Relaxação
Físicos Ernest Rutherford Ernest Lawrence Edward Purcell Ernest Walton Enrico Fermi Henri Becquerel Marie Curie J. J. Thomson Otto Hahn Isidor Isaac Rabi Maria Göppert-Mayer
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Fotodesintegração é um processo no qual raios gama de energia extremamente alta interagem com um núcleo atômico e causam uma extrema excitação deste, o qual imediatamente decai em dois ou mais núcleos filhos. Um simples exemplo é quando um único próton ou nêutron é efetivamente expulso do núcleo por um raio gama incidente sobre este, e um exemplo extremo é quando o raio gama induz uma reação espontânea de fissão nuclear. Este processo é essencialmente o reverso da fusão nuclear, aonde elementos mais leves em altas temperaturas combinam-se juntos formando elementos mais pesados e liberando energia. A foto desintegração é endotérmica (absorvendo energia) para núcleos atômicos mais leves que o ferro e exotérmica (liberação de energia) para núcleo mais pesados que o ferro.

${\displaystyle \gamma +^{56}Fe\Rightarrow 13\ ^{4}He+4\ n}$

Estes núcleos de hélio são por sua vez divididos em prótons e nêutrons, os blocos básicos de construção de novos elementos, também através de fotodesintegração.

${\displaystyle \gamma +^{4}He\Rightarrow 2\ p^{+}+2\ n}$

A fotodesintegração é responsável pela nucleossíntese ao menos de alguns pesados, ricos em prótons, elementos via processo p o qual toma lugar em supernovas.

Outros exemplos

A seguinte equação de reação expressa o que ocorre quando ocorre a queima do neônio:

²⁰Ne + γ → ¹⁶O + ⁴He

Na queima do silício são ainda possíveis fotodesintegrações nas últimas fases dos combustíveis das respectivas estrelas:

²⁸Si + γ → ²⁷Al + p⁺

²⁸Si + γ → ²⁴Mg + ⁴He

São estudados casos de fotodesintegração de ⁹²Mo e ¹⁴⁴Sm, astrofisicamente relevantes.

Hipernovas

Em explosões de estrelas muito grandes (250 ou mais vezes a massa do Sol), a fotodesintegração é um fator maior no evento supernova. Como as estrelas alcançou o fim de sua vida, ela alcança temperaturas e pressões onde os efeitos de absorção da energia da fotodesintegração temporariamente reduz a pressão e a temperatura no interior do núcleo estelar. Isto causa que o núcleo inicia a colapsar à medida que a energia é levada pela fotodesintegração, e o núcleo em colapso segue para a formação de um buraco negro.

Referências

Ligações externas

• Uma visão geral das interações com radiações
• Fotodesintegração - slide
• Two-Body Photodisintegration of ⁴He (Feldman, Berman) (em inglês)

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