为何核反应堆有毛骨悚然的蓝光？

发布时间：2018-01-02 01:35

  本文关键词：核反应堆　　

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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？

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。

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。

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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