kernfysisch

Kernfysisch, ook wel kernfysica genoemd, is het vakgebied van de natuurkunde dat zich bezighoudt met de structuur en interacties van atoomkernen. Het onderzoekt hoe protonen en neutronen samen de kern vormen, welke krachten hen bij elkaar houden, en hoe kernen reageren onder invloed van straling en botsingen. Kernfysische processen spelen een cruciale rol in zowel fundamentele vragen over materie als in praktische toepassingen.

Onderwerpen binnen kernfysica omvatten kernstructuur, kernkrachten, radioactief verval, en kernreacties zoals splijting en fusie, evenals nucleaire reacties in sterren. Het veld bestudeert isotopen, bindingsenergieën en halveringstijden. Modellen zoals het shell-model, het liquid-drop-model en meer recente ab-initio methoden helpen bij het interpreteren van experimentele gegevens en het voorspellen van kerntoestanden. Experimenteel worden kernen onderzocht met behulp van deeltjesversnellers (cyclotrons, synchrotrons), detectoren voor alfadeeltjes, gammastraling en neutronen, en met spectroscopie om energieniveaus te bepalen.

Methoden omvatten zowel experimentele technieken als theoretische kaders, met quantum mechanics als fundament. Kernfysica omvat verder toepassingen in kernenergie, medische isotopen en radiotherapie, diagnostische beeldvorming, radiodatering en materialenonderzoek. De discipline draagt bij aan stralingsveiligheid en milieubeheer, maar roept ook ethische en geopolitieke vragen op, zoals non-proliferatie en het beheer van radioactief afval.

Historisch ontstond kernfysica in het begin van de 20e eeuw door ontdekkingen als radioactiviteit en het neutron, leidend tot de ontwikkeling van kernsplijting en kernenergie.