kjernefysik

Kjernefysikk er den gren av fysikk som studerer atomkjernenes oppbygging, egenskaper og reaksjoner, samt de kreftene som virker mellom protoner og nøytroner. Faget søker å forklare hvordan kjerner bindes, hvilke energier som er tilgjengelige, og hvordan kjernereaksjoner foregår under ulike forhold i naturen og i teknologi.

Hovedbegreper inkluderer nukleoner (protoner og nøytroner), bindingsenergi og halveringstid, samt kvanteegenskaper som spin og isospin. Den sterke kjernekraften virker over svært korte avstander og binder nukleonene sammen. For å beskrive kjernestrukturen brukes blant annet liquid-drop-modellen og skjellmodellen, samt mer avanserte kvantemekaniske tilnærminger.

Kjernereaksjoner kan være naturlige eller menneskeskapte. Radioaktivitet er spontan nedbrytning av ustabile kjerner, ofte med emisjon av alfastråling, betastråling eller gammastråling. Fisjon er spalting av tunge kjerner til lettere produkter og frigjør energi; fusjon er sammenslåing av lette kjerner, prosesser som driver stjerner og som studeres for framtidig energiproduksjon. Forskningen bruker partikkelakseleratorer, kjernedetektorer og strålingsmålere for å måle og analysere reaksjoner.

Historien om kjernefysikk inkluderer oppdagelsen av radioaktivitet av Becquerel i 1896, og arbeidet til Curie, Rutherford og Chadwick som førte til identifikasjonen av nøytronet. På 1930-tallet forklarte Lise Meitner og Otto Frisch fisjon, noe som la grunnlag for videre teoretisk og teknologisk utvikling og internasjonale reguleringer.

Anvendelser og samfunn: kjernefysikk bidrar til energiproduksjon i kjernekraftverk, medisinske teknikker som radiologi og PET, industriell allsidighet og vitenskapelig datainnsamling. Sikkerhet, etikk og internasjonale avtaler, som IAEA-suksess og ikke-spreiding, er viktige sider ved feltet.