造原子彈當(dāng)然離不開(kāi)核反應(yīng)堆,因?yàn)楸举|(zhì)的原理都是利用核裂變反應(yīng),而美國(guó)就有大學(xué)竟然也有自己的核反應(yīng)堆,學(xué)生們把他們的發(fā)現(xiàn)用攝像機(jī)記錄下來(lái)。難道他們都不害怕嗎?
在美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的中部有一個(gè)中型游泳池的表面下方有19英尺(6米)的核反應(yīng)堆。水池相當(dāng)于反應(yīng)堆的冷卻劑和輻射屏蔽,反應(yīng)堆的心臟周?chē)乃畬油耆诒屋椛?,使游客能夠從上面觀(guān)察反應(yīng)堆。
最近GoPro拍攝到核反應(yīng)堆突然發(fā)出令人毛骨悚然的藍(lán)色輝光,仔細(xì)探查得知,是從切倫科夫輻射產(chǎn)生的,這是一種電磁輻射,當(dāng)帶電粒子通過(guò)水比光速快的時(shí)候發(fā)生。你可能聽(tīng)說(shuō)過(guò),任何物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度都無(wú)法比光速更快,確實(shí)如此…只要光在真空中,例如太空。但在水等一些物質(zhì)中,光的傳播速度會(huì)稍微變慢。這意味著有些粒子有可能會(huì)超越光速,產(chǎn)生一種名為切倫科夫輻射(Cherenkov Radiation)的淡藍(lán)輝光。光在不同介質(zhì)中的傳播速度不盡相同,這是由于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(dòng)的粒子在水中可以超過(guò)光速。
這可以發(fā)生在核反應(yīng)堆中,由于核裂變,當(dāng)原子的原子核分裂時(shí),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(huán)繞于核反應(yīng)堆的水中傳播,它在沿途會(huì)與一些水分子相互作用,其過(guò)程會(huì)釋放出光子。當(dāng)這些電子在水中的傳播速度超過(guò)光速之時(shí),所有這些光子組合在一起形成一種稱(chēng)之為切倫科夫輻射的藍(lán)色輝光。我們可以看到這種輝光,因?yàn)楸举|(zhì)上它是一種音爆,只不過(guò)這里是光而不是聲。
一個(gè)核反應(yīng)堆分解鈾原子,一種天然放射性元素來(lái)釋放能量。反應(yīng)堆的核心位于鋼制壓力罐中,因此圍繞其的水在460°C(860°F)的溫度下保持液態(tài)。當(dāng)水下反應(yīng)堆開(kāi)啟,并開(kāi)始運(yùn)行在500kW,然后一兆瓦,反應(yīng)堆開(kāi)始變得更加努力,機(jī)器發(fā)出的電藍(lán)色顏色開(kāi)始加劇。那是因?yàn)楫?dāng)設(shè)備產(chǎn)生更多的能量時(shí),會(huì)發(fā)出更多的切倫科夫輻射。由于反應(yīng)使得較短波長(zhǎng)的光變得更強(qiáng)烈,所以電磁輻射對(duì)人眼呈現(xiàn)出明亮的藍(lán)色,但是大多數(shù)切倫科夫輻射出現(xiàn)在人眼不可見(jiàn)的紫外光譜上。事實(shí)上,多數(shù)輻射是在紫外線(xiàn)波段。當(dāng)帶電粒子被加速后,才會(huì)使可見(jiàn)光波段明顯易見(jiàn)。
賓夕法尼亞州立大學(xué)的輻射科學(xué)與工程中心運(yùn)營(yíng)副總監(jiān)馬克·特朗普(Mark Trump)說(shuō):“我們的根本任務(wù)之一就是告訴人們,核輻射并不像他們所能相信的那么危險(xiǎn)。在這里,除了學(xué)習(xí)有關(guān)核安全和核物理的相關(guān)知識(shí),學(xué)生們還熱衷于獨(dú)立研究項(xiàng)目,如由輻射引導(dǎo)的植物種子變異等等?!保萍夹掳l(fā)現(xiàn) 康斯坦丁/文)微信:khxx-wk
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