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探秘核反应堆内部,为何有令人毛骨悚然蓝色光芒

​​ 造原子弹当然离不开核反应堆,因为本质的原理都是利用核裂变反应,而美国就有大学竟然也有自己的核反应堆,学生们把他们的发现用摄像机记录下来。难道他们都不害怕吗?

探秘核反应堆内部,为何有令人毛骨悚然蓝色光芒

在美国宾夕法尼亚州立大学的中部有一个中型游泳池的表面下方有19英尺(6米)的核反应堆。水池相当于反应堆的冷却剂和辐射屏蔽,反应堆的心脏周围的水层完全遮蔽辐射,使游客能够从上面观察反应堆。

最近GoPro拍摄到核反应堆突然发出令人毛骨悚然的蓝色辉光,仔细探查得知,是从切伦科夫辐射产生的,这是一种电磁辐射,当带电粒子通过水比光速快的时候发生。你可能听说过,任何物质的运动速度都无法比光速更快,确实如此…只要光在真空中,例如太空。但在水等一些物质中,光的传播速度会稍微变慢。这意味着有些粒子有可能会超越光速,产生一种名为切伦科夫辐射(Cherenkov Radiation)的淡蓝辉光。光在不同介质中的传播速度不尽相同,这是由于光与这些原子和分子之间的相互作用各不相同。在水中,光的传播速度是在真空中的75%,这意味着某些快速移动的粒子在水中可以超过光速。

探秘核反应堆内部,为何有令人毛骨悚然蓝色光芒

​这可以发生在核反应堆中,由于核裂变,当原子的原子核分裂时,诸如电子等带电粒子以非常之高的速度飞出。随着电子在环绕于核反应堆的水中传播,它在沿途会与一些水分子相互作用,其过程会释放出光子。当这些电子在水中的传播速度超过光速之时,所有这些光子组合在一起形成一种称之为切伦科夫辐射的蓝色辉光。我们可以看到这种辉光,因为本质上它是一种音爆,只不过这里是光而不是声。

探秘核反应堆内部,为何有令人毛骨悚然蓝色光芒

​一个核反应堆分解铀原子,一种天然放射性元素来释放能量。反应堆的核心位于钢制压力罐中,因此围绕其的水在460°C(860°F)的温度下保持液态。当水下反应堆开启,并开始运行在500kW,然后一兆瓦,反应堆开始变得更加努力,机器发出的电蓝色颜色开始加剧。那是因为当设备产生更多的能量时,会发出更多的切伦科夫辐射。由于反应使得较短波长的光变得更强烈,所以电磁辐射对人眼呈现出明亮的蓝色,但是大多数切伦科夫辐射出现在人眼不可见的紫外光谱上。事实上,多数辐射是在紫外线波段。当带电粒子被加速后,才会使可见光波段明显易见。

宾夕法尼亚州立大学的辐射科学与工程中心运营副总监马克·特朗普(Mark Trump)说:“我们的根本任务之一就是告诉人们,核辐射并不像他们所能相信的那么危险。在这里,除了学习有关核安全和核物理的相关知识,学生们还热衷于独立研究项目,如由辐射引导的植物种子变异等等。”(科技新发现 康斯坦丁/文)

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