การสลายตัวด้วยแสง (เรียกอีกอย่างว่าการเปลี่ยนรูปด้วยแสงหรือปฏิกิริยานิวเคลียร์ด้วยแสง ) เป็นกระบวนการนิวเคลียร์ที่นิวเคลียสของอะตอม ดูดซับ รังสีแกมมาพลังงานสูงเข้าสู่สถานะกระตุ้น และสลายตัวทันทีโดยปล่อยอนุภาคย่อยของอะตอม รังสีแกมมาที่เข้ามาจะทำให้หนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งนิวตรอนโปรตอนหรืออนุภาคอัลฟาหลุดออกจากนิวเคลียส^{[ 1 ]}ปฏิกิริยาเหล่านี้เรียกว่า (γ,n), (γ,p) และ (γ,α) ตาม ลำดับ

การสลายตัวด้วยแสงเป็นกระบวนการดูดความร้อน (ดูดซับพลังงาน) สำหรับนิวเคลียสของอะตอมที่เบากว่าเหล็กและบางครั้ง เป็นกระบวนการ คายความร้อน (ปล่อยพลังงาน) สำหรับนิวเคลียสของอะตอมที่หนักกว่าเหล็กการสลายตัวด้วยแสงเป็นสาเหตุของการสังเคราะห์นิวเคลียสของธาตุหนักที่มีโปรตอนมากอย่างน้อยบางชนิดผ่านกระบวนการ pในซูเปอร์โนวาประเภท Ib, Ic หรือ II ซึ่งทำให้เหล็กหลอมรวมกันต่อไปกลายเป็นธาตุที่หนักกว่า

โฟตอนที่มีพลังงาน 2.22 MeV หรือมากกว่านั้น สามารถทำให้เกิดการสลายตัวของอะตอมดิวเทอเรียม ได้ :

2 1ดี

+

γ

→

1 1ชม

+

n

การสลายตัวด้วยแสงของดิวเทอเรียมจะปล่อยโปรตอน และ นิวตรอนอิสระ ออก มา

เจมส์ แชดวิกและมอริซ โกลด์ฮาเบอร์ใช้ปฏิกิริยานี้เพื่อวัดความแตกต่างของมวลโปรตอน-นิวตรอน^{[ 2 ]}เนื่องจากมวลที่วัดได้ของนิวตรอน (1.0087 Da) มากกว่ามวลของอะตอมไฮโดรเจน (1.0078 Da) ซึ่งมวลจะลดลงอีกตามความแตกต่างของพลังงานของสถานะผูกพันทั้งสอง การทดลองนี้จึงพิสูจน์ได้ว่านิวตรอนไม่ใช่สถานะผูกพันของโปรตอนและอิเล็กตรอน^{[ 3 ]} ดังที่ เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ดได้เสนอไว้

โฟตอนที่มีพลังงาน 1.67 MeV หรือมากกว่านั้น สามารถทำให้เกิดการสลายตัวของอะตอมของเบริลเลียม-9 (เบริลเลียมธรรมชาติ 100% ซึ่งเป็นไอโซโทปเสถียรเพียงชนิดเดียว) ได้

9 4เป็น

+

γ

→

2

4 2เขา

+

n

แอนติโมนี-124ประกอบกับเบริลเลียมเพื่อสร้างแหล่งกำเนิดนิวตรอน ในห้องปฏิบัติการ และแหล่งกำเนิดนิวตรอนเริ่มต้นแอนติโมนี-124 (ครึ่งชีวิต 60.20 วัน) ปล่อยรังสี β− และรังสีแกมมา 1.690 MeV (รวมถึง 0.602 MeV และการปล่อยรังสีที่จางกว่าอีก 9 ครั้งตั้งแต่ 0.645 ถึง 2.090 MeV) ทำให้เกิดเทลลูเรียม-124 ที่เสถียร รังสีแกมมาจากแอนติโมนี-124 แยกเบริลเลียม-9 ออกเป็นอนุภาคอัลฟา 2 อนุภาคและนิวตรอน 1 ตัวที่มีพลังงานจลน์เฉลี่ย 24 keV (เรียกว่านิวตรอนระดับกลางในแง่ของพลังงาน): ^{[ 4 ] [ 5 ]}

124 51สบ

→

124 52ที

+

เบต้า−

+

γ

^{ไอโซโทปอื่นๆ มีเกณฑ์ที่สูงกว่าสำหรับการ ผลิต}โฟตอนนิวตรอน สูงถึง 18.72 MeV สำหรับคาร์บอน-12 ^{[ 6} ]

ในการระเบิดของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่มาก (มวล 250 เท่าหรือมากกว่ามวลของดวงอาทิตย์ ) การสลายตัวด้วยแสงเป็นปัจจัยสำคัญใน เหตุการณ์ ซูเปอร์โนวาเมื่อดาวฤกษ์ใกล้ถึงจุดจบของชีวิต มันจะถึงอุณหภูมิและความดันที่ผลกระทบจากการดูดซับพลังงานของการสลายตัวด้วยแสงจะลดความดันและอุณหภูมิภายในแกนกลางของดาวฤกษ์ลงชั่วคราว ซึ่งทำให้แกนกลางเริ่มยุบตัวลงเนื่องจากพลังงานถูกดึงออกไปโดยการสลายตัวด้วยแสง และการยุบตัวของแกนกลางนำไปสู่การก่อตัวของหลุมดำมวลส่วนหนึ่งหลุดออกไปในรูปของลำแสงความเร็วสูง ซึ่งอาจ "พ่น" โลหะชนิดแรกออกไปสู่จักรวาล^{[ 7 ] [ 8 ]}

ฟ้าผ่าบนโลกก่อให้เกิดอิเล็กตรอนความเร็วสูงที่ก่อให้เกิดรังสีแกมมาออกมา เป็นช่วงๆ เรียกว่า เบร็มส์ตรัลลุง พลังงานของรังสีเหล่านี้บางครั้งมากพอที่จะเริ่มต้นปฏิกิริยาโฟตอนนิวเคลียร์ ส่งผลให้เกิดการปล่อยนิวตรอนออกมา หนึ่งในปฏิกิริยาดังกล่าวคือ...¹⁴ ₇เอ็น (γ,n)¹³ ₇Nเป็นกระบวนการทางธรรมชาติเพียงอย่างเดียว นอกเหนือจากกระบวนการที่เกิดจากรังสีคอสมิกซึ่ง¹³ ₇Nถูกผลิตขึ้นบนโลก ไอโซโทปที่ไม่เสถียรที่เหลือจากปฏิกิริยาอาจปล่อยโพซิตรอนออกมาในภายหลังโดยการสลายตัวแบบβ ^{+ [ 9 ]}

โฟโตฟิชชันเป็นกระบวนการที่คล้ายคลึงกันแต่แตกต่างกัน โดยนิวเคลียสหลังจากดูดซับรังสีแกมมาแล้วจะเกิดการแตกตัวเป็นนิวเคลียส (แยกออกเป็นสองส่วนที่มีมวลเกือบเท่ากัน)

• ซูเปอร์โนวาจากความไม่เสถียรของคู่
• กระบวนการเผาไหม้ซิลิคอน