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探秘核反應爐內部,為何有令人毛骨悚然藍色光芒

造原子彈當然離不開核反應爐,因為本質的原理都是利用核裂變反應,而美國就有大學竟然也有自己的核反應爐,學生們把他們的發現用攝像機記錄下來。難道他們都不害怕嗎?

在美國賓夕法尼亞州立大學的中部有一個中型游泳池的表面下方有19英尺(6米)的核反應爐。水池相當於反應堆的冷卻劑和輻射遮罩,反應堆的心臟周圍的水層完全遮蔽輻射,使遊客能夠從上面觀察反應堆。

最近GoPro拍攝到核反應爐突然發出令人毛骨悚然的藍色輝光,

仔細探查得知,是從切倫科夫輻射產生的,這是一種電磁輻射,當帶電粒子通過水比光速快的時候發生。你可能聽說過,任何物質的運動速度都無法比光速更快,確實如此…只要光在真空中,例如太空。但在水等一些物質中,光的傳播速度會稍微變慢。這意味著有些粒子有可能會超越光速,產生一種名為切倫科夫輻射(Cherenkov Radiation)的淡藍輝光。光在不同介質中的傳播速度不盡相同,
這是由於光與這些原子和分子之間的相互作用各不相同。在水中,光的傳播速度是在真空中的75%,這意味著某些快速移動的粒子在水中可以超過光速。

這可以發生在核反應爐中,由於核裂變,當原子的原子核分裂時,諸如電子等帶電粒子以非常之高的速度飛出。

隨著電子在環繞于核反應爐的水中傳播,它在沿途會與一些水分子相互作用,其過程會釋放出光子。當這些電子在水中的傳播速度超過光速之時,所有這些光子組合在一起形成一種稱之為切倫科夫輻射的藍色輝光。我們可以看到這種輝光,因為本質上它是一種音爆,只不過這裡是光而不是聲。

一個核反應爐分解鈾原子,一種天然放射性元素來釋放能量。

反應堆的核心位於鋼制壓力罐中,因此圍繞其的水在460°C(860°F)的溫度下保持液態。當水下反應堆開啟,並開始運行在500kW,然後一兆瓦,反應堆開始變得更加努力,機器發出的電藍色顏色開始加劇。那是因為當設備產生更多的能量時,會發出更多的切倫科夫輻射。由於反應使得較短波長的光變得更強烈,所以電磁輻射對人眼呈現出明亮的藍色,但是大多數切倫科夫輻射出現在人眼不可見的紫外光譜上。
事實上,多數輻射是在紫外線波段。當帶電粒子被加速後,才會使可見光波段明顯易見。

賓夕法尼亞州立大學的輻射科學與工程中心運營副總監馬克·特朗普(Mark Trump)說:“我們的根本任務之一就是告訴人們,核輻射並不像他們所能相信的那麼危險。在這裡,除了學習有關核安全和核子物理的相關知識,學生們還熱衷於獨立研究專案,如由輻射引導的植物種子變異等等。”(科技新發現 康斯坦丁/文)

核輻射並不像他們所能相信的那麼危險。在這裡,除了學習有關核安全和核子物理的相關知識,學生們還熱衷於獨立研究專案,如由輻射引導的植物種子變異等等。”(科技新發現 康斯坦丁/文)