Fotodezintegracija yra fizinis procesas, vykstantis, kai didžiulės energijos gama spinduliai atsitrenkia į atomo branduolį ir jį suskaido. Iš viso elektromagnetinio spektro gama spinduliai yra patys energingiausi, be to, jų bangos ilgis yra trumpiausias, atomo branduolio dydis arba mažesnis.
Fotodezintegracija sukelia branduolio dalijimąsi, atomų branduolių lūžimą. Tai yra tas pats mechanizmas, kuris sukelia grandinines reakcijas branduoliniuose reaktoriuose ir branduolinėse bombose. Lengvesniems už geležį elementams reakcija sunaudoja energiją, o sunkesniems – ją išskiria. Lengvesniems už geležį elementams suskaidyti reikia daugiau energijos, nei išsiskiria po to lūžimo. Energija, kurią sukuria fotodezintegracija, kyla iš stiprios branduolinės jėgos, kuri kartu laiko daleles atomo branduolyje.
Fotodezintegracijos procesas yra pagrindinis veiksnys supernovose, kuriose dalyvauja žvaigždės, turinčios 250 ar didesnę saulės masę, pavyzdžiui, pirminės III populiacijos žvaigždės, kurios pirmosios apšvietė visatą. Griūvančios supermasyvios žvaigždės centre temperatūra yra tokia didelė, kad susidaro gama spinduliai, galintys fotodezintegruotis. Kadangi didžioji dauguma tokios žvaigždės šerdyje esančių elementų yra lengvesni už geležį, reakcija sugeria energiją, sumažina slėgį žvaigždės centre ir dėl to ji subyrėja į juodąją skylę.
Esant žemesnei, bet vis dar labai aukštai energijai, fotodezintegracija tik išmuša vieną ar du protonus arba neutronus iš branduolio. Esant didesnei energijai, visas branduolys skyla, tačiau norint atskirti mažesnius branduolius, reikia vis didesnės energijos.
Fotodezintegracijos mokslininkai netyrė laboratorijoje, nes energijos, reikalingos jai inicijuoti, yra per daug ekstremalios. Galbūt tolimoje ateityje pastatysime eksperimentinį aparatą, leidžiantį atidžiau ištirti fotodezintegraciją, bet iki tol teorinių studijų, atrodo, pakanka.