Bức xạ Cherenkov là gì?
10:10 21/10/2022: Bức xạ Cherenkov là một dạng năng lượng mà chúng ta có thể nhận thấy dưới dạng ánh sáng màu xanh lam phát ra khi các hạt mang điện cấu tạo nên nguyên tử (tức là electron và proton) đang chuyển động với tốc độ nhanh hơn tốc độ ánh sáng trong một môi trường cụ thể. Bức xạ Cherenkov được đặt theo tên của người đoạt giải Nobel Vật lý năm 1958, Pavel Cherenkov, người đã chia sẻ giải thưởng với Ilya Frank và Igor Tamm, là người đầu tiên chứng minh và giải thích sự phát sáng này bằng thực nghiệm.
Làm thế nào một thứ gì đó có thể di chuyển nhanh hơn ánh sáng?
Không gì có thể di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng trong chân không. Tuy nhiên, trong các môi trường khác, các hạt có thể di chuyển nhanh hơn ánh sáng. Ví dụ: khi ở trong nước, ánh sáng sẽ ngay lập tức giảm tốc độ xuống 75% so với tốc độ bình thường của nó, nhưng có những hạt khác không chậm lại nhiều và cuối cùng chuyển động nhanh hơn ánh sáng. Bất cứ khi nào điều đó xảy ra, ánh sáng xanh hoặc tím sẽ xuất hiện.
Tại sao lại có màu xanh?
Ví dụ, khi các hạt mang điện chuyển động nhanh hơn ánh sáng truyền vào nước, chúng sẽ làm xáo trộn trạng thái cân bằng năng lượng của các nguyên tử theo cách của chúng. Để lấy lại trạng thái cân bằng, các nguyên tử đó giải phóng các photon - loại hạt tạo ra ánh sáng nhìn thấy được, tạo ra "sóng xung kích" của ánh sáng đó. Đó là hiệu ứng tương tự như sự bùng nổ âm thanh khi các chuyển động nhanh hơn âm thanh xảy ra, nhưng trên quang phổ ánh sáng.
Các màu sắc khác nhau mà mắt người cảm nhận được thực chất là các loại sóng khác nhau được tạo thành từ các photon.
Do năng lượng cao phát ra trong quá trình bức xạ Cherenkov, các photon truyền đi dưới dạng sóng có tần số cao và bước sóng ngắn, đặc trưng cho màu tím và xanh lam của tia cực tím. Các tần số càng cao và bước sóng càng ngắn thì ánh sáng càng xanh hoặc càng tím hơn đối với mắt người. Tia cực tím không thể nhìn thấy bằng  mắt người nhưng có thể được thu nhận bằng các công cụ chuyên đo bức xạ Cherenkov.
Một số ứng dụng của bức xạ Cherenkov
Bức xạ Cherenkov thường xảy ra trong các vật liệu phóng xạ ngâm trong nước. Vật liệu hạt nhân, trong đó chất phóng xạ là sản phẩm phụ, có thể được sử dụng cho mục đích hòa bình (chẳng hạn như sản xuất năng lượng), nhưng cũng có thể được sử dụng cho vũ khí hạt nhân.
Nhiệm vụ của IAEA là xác minh rằng vật liệu và cơ sở hạt nhân vẫn được sử dụng cho mục đích hòa bình. Các quốc gia khai báo với IAEA về vị trí, số lượng, thành phần hóa học, dạng vật lý và việc sử dụng vật liệu hạt nhân theo các hiệp định thanh sát của quốc gia và IAEA xác minh rằng thông tin mà Quốc gia báo cáo là đầy đủ và chính xác.
Bằng cách sử dụng thiết bị chuyên dụng, cụ thể là Thiết bị quan sát Cherenkov thế hệ mới (XCVD) hoặc thiết bị quan sát Cherenkov kỹ thuật số (DCVD), thu nhận ánh sáng phát ra, các Thanh sát viên có thể phân tích vật liệu hạt nhân tại các cơ sở hạt nhân và các địa điểm khác và so sánh dữ liệu đó với thông tin do Quốc gia báo cáo. Ví dụ, các thanh sát viên có thể đo bức xạ Cherenkov có trong các bể chứa nhiên liệu đã qua sử dụng từ các lò phản ứng hạt nhân và xác định xem liệu lượng nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng được báo cáo có chính xác hay không. Bằng cách này, họ có thể phát hiện xem có bất kỳ vật liệu hạt nhân nào từ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng đã được chuyển hướng sử dụng thay vì mục đích hòa bình hay không.
TTĐT, theo IAEA
Tin bài khác
Online: 54
Số lượt truy cập: 10299382
Lên đầu trang
SSL