Zhu Liu , IAEA Kamu Bilgilendirme ve İletişim Ofisi
Çerenkov radyasyonu, atomları oluşturan elektrik yüklü parçacıkların (yani elektronlar ve protonlar) belirli bir ortamda ışık hızından daha hızlı hareket etmesi durumunda yayılan mavi bir parıltı olarak algılayabildiğimiz bir enerji türüdür. Çerenkov radyasyonu, adını, bu ışıltıyı deneysel olarak gösteren ve açıklayan ilk kişi olduğu için ödülü Ilya Frank ve Igor Tamm ile paylaşan 1958 Nobel Fizik Ödülü sahibi Pavel Cherenkov’dan almıştır.
Bir şey ışıktan daha hızlı nasıl seyahat edebilir?
Boşlukta hiçbir şey ışık hızından daha hızlı hareket edemez. Ancak diğer ortamlarda parçacıklar potansiyel olarak ışıktan daha hızlı hareket edebilir. Örneğin, ışık sudayken anında normal hızının %75’ine kadar yavaşlar, ancak o kadar yavaşlamayan ve sonunda ışıktan daha hızlı hareket eden başka parçacıklar da vardır. Bu ne zaman olursa olsun, mavi veya mor bir parıltı meydana gelir.
Çerenkov radyasyonu, diğerlerinin yanı sıra, nükleer reaktörlerdeki yakıtı çevreleyen suda da mevcuttur . Çok yüksek hızlarda hareket eden elektrik yüklü parçacıklar, reaktör içindeki reaksiyonun bir yan ürünüdür.
Neden mavi?
Daha yüksek frekanslar ve daha kısa dalga boyları, ışık insan gözüne daha mavi veya
daha mor görünür. (İnfografik: A.Vargas/IAEA)
Işıktan daha hızlı hareket eden yüklü parçacıklar, örneğin suda hareket ettiğinde, yollarına çıkan atomların enerji dengesini bozarlar. Dengeyi yeniden sağlamak için, bu atomlar fotonları (görünür ışığı oluşturan parçacık türleri) serbest bırakır ve görünür ışıkta bir “şok dalgası” yaratır. Sesten daha hızlı hareketler meydana geldiğinde ses patlamasıyla aynı etkiyi yaratır ancak ışık spektrumundadır.
İnsan gözünün algıladığı farklı renkler aslında fotonlardan oluşan farklı türde dalgalardır. Çerenkov radyasyonu sırasında ortaya çıkan yüksek enerjiler nedeniyle fotonlar, mor ve mavi renklere özgü olan yüksek frekanslara ve kısa dalga boylarına sahip dalgalar halinde hareket eder. Frekanslar ne kadar yüksek ve dalga boyları ne kadar kısa olursa ışık insan gözüne o kadar mavi veya mor görünür. Ultraviyole insan gözüyle görülemez ancak Çerenkov radyasyonunu ölçen özel araçlarla yakalanabilir.
Suda üretilen Çerenkov radyasyonu geniş, sürekli bir spektrum boyunca yayılır ve ışığın çoğu, ağırlıklı olarak elektromanyetik spektrumun mavi, mor ve morötesi bölgesinde üretilir. (İnfografik: A.Vargas/IAEA)
Çerenkov radyasyonunun bazı uygulamaları nelerdir?
Çerenkov radyasyonu genellikle suya batırılmış radyoaktif materyallerde meydana gelir. Radyoaktif maddenin bir yan ürün olduğu nükleer madde, barışçıl amaçlarla (enerji üretimi gibi) kullanılabileceği gibi nükleer silahlar için de kullanılabilir.
IAEA’nın görevi, nükleer malzeme ve tesislerin barışçıl kullanımda kalmasının doğrulanmasını içerir. Devletler, koruma anlaşmaları kapsamında nükleer maddelerinin yerini, miktarını, kimyasal bileşimini, fiziksel formunu ve kullanımını UAEA’ya beyan eder ve UAEK, Devlet tarafından bildirilen bilgilerin tam ve doğru oluğunu doğrular.
Kullanılmış yakıt havuzu. (Fotoğraf: D. Calma/IAEA)
Nükleer güvenlik Denetmenleri , yayılan ışığı yakalayan yeni nesil Cherenkov görüntüleme cihazları (XCVD’ler) veya dijital Cherenkov görüntüleme cihazları (DCVD’ler) gibi özel ekipmanlar kullanarak, nükleer tesislerdeki ve diğer konumlardaki nükleer malzemeleri analiz edebilir ve bu verileri bilgilerle karşılaştırabilir. Devlet tarafından bildirildi. Örneğin, nükleer reaktörlerden gelen kullanılmış yakıtın depolandığı havuzlarda bulunan Çerenkov radyasyonunu ölçebiliyorlar ve rapor edilen kullanılmış nükleer yakıt miktarının doğru olup olmadığını belirleyebiliyorlar. Bu şekilde, kullanılmış nükleer yakıttaki herhangi bir nükleer maddenin barışçıl kullanımdan saptırılıp uzaklaştırılmadığını tespit edebilecekler.