Kernfysica

Kernfysica is een tak van de natuurkunde die zich bezighoudt met de structuur van atoomkernen en de reacties waarin kernen betrokken zijn. Een kern bestaat uit protonen en neutronen, de nucleons, die met de sterke kernkracht bij elkaar worden gehouden. De elektromagnetische afstoting tussen protonen en de zwakke interactie spelen eveneens een rol, vooral bij vervalprocessen. Kernfysica onderzoekt hoe bindingen ontstaan, hoe kernen gevormd worden in sterren en hoe kernreacties plaatsvinden onder verschillende omstandigheden.

Belangrijke onderwerpen binnen de kernfysica zijn onder meer de verschillende kernmodellen (zoals het vloeistofdruimelmodel en het schillenmodel) die proberen de structuur en energie-niveaus van kernen te beschrijven, en de mechanismen van kernprocessen zoals radioactief verval (alfa-, beta- en gamma-verval), neutronenfluks en fotoneninteracties. Ook kernreacties, kernsplijting en kernfusie spelen een centrale rol, net als de berekening van kruissecties en reactiekanalen die cruciaal zijn in reactoren en in kernfusie-experimenten.

Methoden omvatten experimentele technieken met versnellers en detectoren om kernen te onderzoeken, evenals theoretische benaderingen uit de quantummechanica en many-body theorieën. Data uit kernfysica worden verzameld en geëvalueerd in internationale databases en vertaald naar toepassingen.

Toepassingen van kernfysica zijn onder meer energieopwekking in kerncentrales, geneeskundige isotopen voor beeldvorming en therapie, industriële toepassingen, fundamentele onderzoeksinstrumenten en stralingsbescherming. De ontwikkeling van veilige praktijken en regelgeving is een integraal onderdeel van het veld.