kärnprocesserna

Kärnprocesserna är processer som innebär förändringar i atomkärnans sammansättning eller tillstånd. De kan uppkomma naturligt eller som resultat av människans verksamhet och omfattar sönderfall, kärnreaktioner och transmutationer.

Sönderfall innebär att en kärna omvandlas till en annan kärna. Vid α-sönderfall avges en heliumkärna, vid β-sönderfall omvandlas en neutron till en proton med utsändning av elektron och neutrino, och vid γ-sönderfall avges energi i form av gamma-strålning utan förändring av kärnans antal protoner.

Fission är när en kärna klyvs i två eller flera mindre kärnor, ofta efter träff av en neutron, samtidigt som fria neutroner och energi frigörs. Fission används i kärnkraftverk och har historiskt varit central i kärnvapenutveckling.

Fusion innebär sammanslagning av lätta kärnor till tyngre kärnor, med mycket stor energiutveckling. Denna process driver stjärnor och studeras som potentiell energikälla på jorden genom experimentell fusionsteknik.

Neutroninfångning innebär att en kärna fångar en neutron och därefter kan beta-sönderfallas, vilket bygger upp tyngre isotoper. S-processen och r-processen beskriver hur tunga element bildas i stjärnors inre eller vid explosiva händelser.

Transmutationer och spallation är andra kärnreaktioner där ämnen omvandlas eller kärnor förstörs av höghastighetskollisioner. Energi frigörs i dessa processer enligt massdefekten E=mc^2. Användningar inkluderar kärnkraft, medicinska isotoper för diagnostik och behandling, industriell bestrålning samt isotopbaserad datering och strålsäkerhetshantering.