Prečo svietia reaktory namodro?

cherenkovov

Keď pracovala Marie Curie s rádioaktívnymi látkami, všimla si občasné záblesky modrého svetla. Nebola prvá, ktorá niečo také videla, a rovnako nebola prvá, ktorá nad tým mávla rukou. Aj keď teoretickú predpoveď takéhoto efektu vyslovil koncom 19. storočia Oliver Heaviside, prvý si nad vec poriadne sadol Pavel Čerenkov (Па́вел Черенко́в). V roku 1934 skúmal (iné) žiarenie uránových solí, sem-tam si pritom všimol záblesky modrého svetla. Prišlo mu to ako zaujímavá vec a tak k problému prizval Igora Tamma a Ilya Franka. Museli mu byť vďační, o 24 rokov ich za tento výskum čakala Nobelova cena. 

Prečo rádioaktivita spôsobuje záblesky modrého svetla? 

Predstavte si, že prstom ťukáte do pokojnej vodnej hladiny. Vznikajú vlnky, ktoré sa od prsta postupne vzďaľujú. Ak by ste prstom počas toho hýbali, vlnky by sa začali kopiť. Pichnete prst do vody a vyrobíte vlnku. Rýchlo prst posuniete, zapichnete trochu vedľa a vznikne druhá vlnka. Tam, kde sa vlnky stretajú, sa navzájom zosilnia. 
Ak sa hýbete rovnomerne rýchlo (a rýchlejšie ako vlny), vzniká výrazná (rovná) vlnová plocha.

Videli ste niekedy zhora plaviacu sa loď? Tie dve rovná čiary (šikmé na seba), ktoré sa za ňou tiahnu, sú presne toto. Podobný efekt poznajú piloti stíhačiek, po prekročení rýchlosti zvuku vznikne za lietadlom takýto kúžeľ. Hovorí sa tomu rázová vlna. 

Čerenkovovo žiarenie je to isté, akurát v prípade svetla.

Počkať počkať, ako môžeme prekonať rýchlosť svetla? Svetlo sa pohybuje maximálnou rýchlosťou len vo vákuu, keď prechádza hmotou, napríklad vzduchom alebo vodou, spomalí (toto je zodpovedná za lom svetla). 

Vo vode sa hýbe svetlo o asi 30% pomalšie ako vo vákuu. Tým pádom ho môže všeličo (napríklad vyžiarený, veľmi rýchly elektrón) predbehnúť a vyvolať efekt podobný lodi na vode alebo stíhačka vo vzduchu. Vytvorí rázovú vlnu elektromagnetického žiarenia.

Typickým zdrojom takto rýchlych častíc sú práve rádioaktívne premeny v reaktoroch. Tie sa nachádzajú vo vodných nádržiach (ktoré o.i. spomaľujú svetlo) a tak vzniká modré Čerenkovovo žiarenie. Rádioaktivita nie je nevyhnutná, vo vrchných vrstvách atmosféry vyvolávajú takéto záblesky častice vysokoenergetického kozmického žiarenia, podobne má svoje využitie aj v časticovej fyzike. 

Kým však bežne ide len o slabá záblesky, nukleárnym reaktorom dodáva až magicky vyzerajúcu modrú auru. 

[Samuel]

PS: Ak ste pozerali seriál Černobyl, možno ste si všimli, že po vystrelení strechy nad elektrárňou svietil modrý svetelný stĺp. Šlo však o iný druh žiarenia.

Sledujte nás aj tu:
Liked it? Take a second to support Vedátor on Patreon!

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená.