Parçalanma

Parçalanma, malzeme parçalarının darbe veya stres nedeniyle bir cisimden fırlatıldığı bir süreçtir. Darbe mekaniği bağlamında, bir fırlatıcı ile çarpma sırasında malzemenin bir hedeften fırlatılmasını açıklar. Gezegen fiziğinde, Parçalanma, gezegensel bir yüzey üzerindeki meteoritik etkileri ve yıldız rüzgarlarının ve kozmik ışınların gezegen atmosferleri ve yüzeyleri üzerindeki etkilerini tanımlar. Madencilik veya jeoloji bağlamında, Parçalanma, kayadaki iç gerilimler nedeniyle kaya yüzeyinden kopan kaya parçalarını ifade edebilir; genellikle maden şaft duvarlarında görülür. Antropoloji bağlamında Parçalanma, ok uçları gibi taş aletler yontarak yapmak için kullanılan bir süreçtir. Nükleer fizikte parçalanma, yüksek enerjili bir parçacığın çarpması sonucunda ağır bir çekirdeğin çok sayıda nükleon yayması ve böylece atom ağırlığını büyük ölçüde azaltması sürecidir.

Katı mekanikte

Bir gerilme gerilim dalgası bir malzeme boyunca yayıldığında ve düz plaka darbe testlerinde gözlemlenebilir. Stres dalgalarının etkileşimi sonucu oluşan ve malzemelerin yerel çekme mukavemetini aşan gerilmelere bağlı iç boşluktan kaynaklanır. Plakanın serbest ucunda bir parça veya birden fazla parça oluşturulacaktır. "Parçacık" olarak bilinen bu parça, malzeme üzerindeki gerilim dalgası hızının üçte biri kadar yüksek hızlara sahip ikincil bir itici görevi görür.

Lazer Parçalanma

Lazer kaynaklı parçalanma, ince filmlerin alt tabakalara yapışmasını anlamak için geliştirilmiş yeni bir deneysel tekniktir. Yüksek enerjili darbeli bir lazer (tipik olarak Nd:YAG), alt tabakada, serbest sınırda bir gerilim dalgası olarak yayıldığı ve yansıdığı bir sıkıştırıcı gerilim darbesi oluşturmak için kullanılır. Bu gerilme darbesi, alt tabakaya doğru ilerlerken ince filmi parçalara ayırır/soyar. Katılarda dalga yayılımı teorisini kullanarak, arayüz kuvvetini çıkarmak mümkündür. Bu örnekte yaratılan stres darbesi genellikle 3-8 nanosaniye uzunluğunda iken, büyüklüğü lazer akısının bir fonksiyonu olarak değişir. Temassız yük uygulaması nedeniyle, bu teknik ultra ince filmleri (1 mikrometre veya daha az kalınlıkta) parçalamak için çok uygundur. Aynı zamanda, bir uzunlamasına gerilim dalgasını, bir darbe şekillendirme prizması kullanarak bir kesme gerilimine dönüştürmek ve kayma parçalanması elde etmek de mümkündür.

Nükleer Parçalanma

Nükleer parçalanma, kozmik ışınların etkisiyle Dünya atmosferinde doğal olarak ve ayrıca göktaşları ve Ay gibi uzaydaki cisimlerin yüzeylerinde meydana gelir. Kozmik ışın spallasyonunun kanıtı ("parçalanma" olarak da bilinir) cisimlerin dış yüzeylerinde görülür ve maruz kalma süresinin uzunluğunu ölçmenin bir yolunu sağlar. Kozmik ışınların bileşimi de Dünya'ya ulaşmadan önce parçalanma yaşadıklarını gösterir, çünkü içlerindeki lityum, bor ve berilyum gibi hafif elementlerin oranı ortalama kozmik bollukları aşar; Kozmik ışınlardaki bu elementler, açıkça oksijen, nitrojen, karbon ve belki de silikonun kozmik ışın kaynaklarındaki veya buradaki uzun seyahatleri sırasında dökülmesinden oluşmuştur. Dünya üzerinde, karasal elementlerin kozmik ışın bombardımanı altında parçalanmasıyla oluşan alüminyum, berilyum, klor, iyot ve neon kozmojenik izotopları tespit edildi.

Nükleer parçalanma, bir nötron demeti üretmek için bir partikül hızlandırıcının kullanılabildiği işlemlerden biridir. Yaklaşık 1 GeV'de protonlardan oluşan bir parçacık ışını cıva, tantal, kurşun veya başka bir ağır metalden oluşan bir hedefe fırlatılır. Hedef çekirdekler uyarılır ve uyarılmadan sonra çekirdek başına 20 ila 30 nötron çıkarılır. Bu, nötron ışınları üretmenin bir nükleer reaktörde nükleer fisyonun zincirleme reaksiyonundan çok daha pahalı bir yolu olmasına rağmen, ışının görece kolaylıkla darbeli olabilmesi avantajına sahiptir. Dahası, bir parçalanma nötronunun enerji maliyeti, nükleer fisyon yoluyla kazanılan bir nötronunkinden altı kat daha düşüktür. Nükleer fisyonun aksine, parçalanma nötronları daha fazla nötron üretmek için daha fazla parçalanma veya fisyon sürecini tetikleyemez. Bu nedenle, süreci kritik olmayan bir zincirleme reaksiyon yoktur. Kozmik ışın parçalanması gözlemleri zaten 1930'larda yapılmıştı, ancak bir parçacık hızlandırıcıdan ilk gözlemler 1947'de gerçekleşti ve "parçalanma" terimi aynı yıl Nobelist Glenn T. Seaborg tarafından icat edildi.