spallaatioiksi

Spallaatio (engl. spallation) on ydinreaktio, jossa korkeaenerginen hiukkanen, usein protoni tai neutroni, törmää ytimeen ja saa aikaan sen kappaleiden irtoamisen useisiin pienempiin osiin. Tulos on yleensä neutroneja runsaasti sekä muita kevyitä ydinfragmentteja, ja residual-ydin on useimmiten virittynyt ja voi emittoida lisäpartikkeleita. Spallaatio tapahtuu energioilla noin sadoista MeV:stä useisiin GeV:hin.

Prosessi koostuu tyypillisesti useista vaiheista: ensiksi tapahtuu intranukleaarinen kaskadi-, eli törmäysten sarja, jonka jälkeen ydin virittyy ja vapauttaa neutroneja sekä muita kevyempiä fragmentteja. Lopulta jäljelle jäänyt ydin voi haihtua tai emittoida lisäpartikkeleita. Spallaatio on eräs monista nuklidi- ja hiukkasreaktioiden luonteista, ja sen tuotokset riippuvat sekä projekteerin että isäntänytimen ominaisuuksista.

Ilmiö on merkittävä sekä kosmisen säteilyn että ihmisen rakentamien laitteiden kontekstissa. Astrofysikaalisesti spallaatio tuottaa galaktisessa kaasussa beeta- ja litiumin sekä booninkaltaisia kevyitä alkuaineita, kun kosminen säteily törmää aineiston ytimeen. Teknisissä sovelluksissa spallaatioa hyödynnetään spallation-neutronilähteissä, joissa raskasmetalliin iskeytyvät korkeaenergiset protonit tuottavat suuria määriä neutroneja tutkimus- ja materiaalitestausta varten. Spallaatioa mallinnetaan sekä kokeellisesti että teoreettisesti käyttämällä intranukleaarisia kaskade-, preequilibrium- ja haihtumismalleja.