Cherenkov nurlanishi - bu zaryadlangan zarralar shaffof muhitdan bir xil muhitdagi yorug'likning bir xil faza indeksidan katta tezlikda o'tganda sodir bo'ladigan elektromagnit reaktsiya. Suv ostidagi yadroviy reaktorning xarakterli koʻk nurlanishi ana shu oʻzaro taʼsirga bogʻliq.
Tarix
Radiatsiya sovet olimi, 1958 yilgi Nobel mukofoti sovrindori Pavel Cherenkov sharafiga nomlangan. Aynan u birinchi marta 1934 yilda hamkasbi nazorati ostida uni eksperimental ravishda kashf etgan. Shuning uchun u Vavilov-Cherenkov effekti sifatida ham tanilgan.
Olim tajribalar davomida suvdagi radioaktiv dori atrofida zaif mavimsi nurni ko'rdi. Uning doktorlik dissertatsiyasi uran tuzlari eritmalarining lyuminestsensiyasiga bag'ishlangan bo'lib, ular odatdagidek kamroq energiyali ko'rinadigan yorug'lik o'rniga gamma nurlari bilan qo'zg'atilgan. U anizotropiyani kashf etdi va bu effekt floresan hodisa emas degan xulosaga keldi.
Cherenkov nazariyasinurlanish keyinchalik Eynshteynning nisbiylik nazariyasi doirasida olimning hamkasblari Igor Tamm va Ilya Frank tomonidan ishlab chiqilgan. Ular 1958 yilgi Nobel mukofotini ham olishgan. Frank-Tamm formulasi chastota birligida harakatlanadigan birlik uzunligi uchun nurlangan zarralar tomonidan chiqarilgan energiya miqdorini tavsiflaydi. Bu zaryad o'tadigan materialning sindirish ko'rsatkichidir.
Cherenkov radiatsiyasi konusning toʻlqinli jabhasi sifatida nazariy jihatdan ingliz polimati Oliver Xevisayd tomonidan 1888-1889 yillarda va Arnold Sommerfeld tomonidan 1904-yilda chop etilgan maqolalarida taxmin qilingan edi. Mari Kyuri 1910 yilda radiyning yuqori konsentrlangan eritmasida och ko'k nurni kuzatdi, ammo tafsilotlarga kirmadi. 1926 yilda Lyusen boshchiligidagi frantsuz radioterapevtlari doimiy spektrga ega bo'lgan radiyning yorqin nurlanishini tasvirlab berishdi.
Jismoniy kelib chiqishi
Elektrdinamika yorug'likning vakuumdagi tezligini universal konstanta (C) deb hisoblasa-da, yorug'likning muhitda tarqalish tezligi C dan ancha past bo'lishi mumkin. Yadro reaktsiyalari paytida va zarracha tezlatgichlarida tezlik ortishi mumkin.. Hozir olimlarga ma'lum bo'ldiki, Cherenkov nurlanishi zaryadlangan elektron optik shaffof muhitdan o'tganda sodir bo'ladi.
Odatiy o'xshashlik - bu o'ta tez samolyotning ovozli bumi. Reaktiv jismlar tomonidan hosil qilingan bu to'lqinlar,signalning o'zi tezligida tarqaladi. Zarrachalar harakatlanuvchi jismga qaraganda sekinroq ajralib chiqadi va undan oldinga siljiy olmaydi. Buning o'rniga ular zarba jabhasini tashkil qiladi. Xuddi shunday, zaryadlangan zarracha biror muhitdan oʻtganda yorugʻlik zarba toʻlqinini hosil qilishi mumkin.
Shuningdek, oshib ketadigan tezlik guruh tezligi emas, balki faza tezligidir. Birinchisini davriy muhit yordamida keskin o'zgartirish mumkin, bu holda hatto zarrachalarning minimal tezligisiz Cherenkov nurlanishini olish mumkin. Bu hodisa Smit-Pursel effekti sifatida tanilgan. Fotonik kristall kabi murakkabroq davriy muhitda qarama-qarshi yo'nalishdagi nurlanish kabi ko'plab boshqa anomal reaktsiyalar ham olinishi mumkin.
Reaktorda nima sodir boʻladi
Nazariy asoslarga oid asl maqolalarida Tamm va Frank shunday deb yozgan edilar: "Cherenkov nurlanishi o'ziga xos reaktsiya bo'lib, uni hech qanday umumiy mexanizm bilan tushuntirib bo'lmaydi, masalan, tez elektronning bitta atom yoki radiatsiyaviy o'zaro ta'siri. yadrolarga tarqalish Boshqa tomondan, agar muhitda harakatlanayotgan elektron bir tekis harakatlansa ham, uning tezliginikidan kattaroq bo'lsa ham, yorug'lik chiqarishini hisobga olsak, bu hodisani ham sifat, ham miqdoriy jihatdan tushuntirish mumkin. engil."
Ammo Cherenkov nurlanishi haqida notoʻgʻri tushunchalar mavjud. Masalan, zarrachaning elektr maydoni ta'sirida muhit qutblanishi deb hisoblanadi. Agar ikkinchisi sekin harakat qilsa, u holda harakat orqaga intiladimexanik muvozanat. Biroq, molekula etarlicha tez harakat qilganda, muhitning cheklangan javob tezligi muvozanat uning uyg'onishida saqlanib qolishi va undagi energiya kogerent zarba to'lqini shaklida tarqalishini anglatadi.
Bunday tushunchalar analitik asosga ega emas, chunki zaryadlangan zarralar bir jinsli muhitda subluminal tezlikda harakat qilganda elektromagnit nurlanish chiqariladi, ular Cherenkov nurlanishi deb hisoblanmaydi.
Teskari hodisa
Cherenkov effektini salbiy indeksli metamateriallar deb ataladigan moddalar yordamida olish mumkin. Ya'ni, subto'lqin uzunligi mikroyapısı bilan, bu ularga boshqalardan juda farq qiladigan samarali "o'rtacha" xususiyatni beradi, bu holda salbiy o'tkazuvchanlikka ega. Bu shuni anglatadiki, zaryadlangan zarracha faza tezligidan tezroq muhitdan o'tganda, u o'zidan oldingi tomondan nurlanish chiqaradi.
Metamaterial bo'lmagan davriy muhitda teskari konusli Cherenkov nurlanishini ham olish mumkin. Bu erda struktura to'lqin uzunligi bilan bir xil shkalada, shuning uchun uni samarali bir hil metamaterial deb hisoblash mumkin emas.
Xususiyatlar
Xarakterli cho'qqilarga ega bo'lgan floresans yoki emissiya spektrlaridan farqli o'laroq, Cherenkov nurlanishi doimiydir. Ko'rinadigan porlash atrofida chastota birligiga nisbatan nisbiy intensivlik taxminanunga mutanosib. Ya'ni, yuqoriroq qiymatlar kuchliroq.
Shuning uchun ko'rinadigan Cherenkov nurlanishi yorqin ko'k rangga ega. Aslida, jarayonlarning aksariyati ultrabinafsha spektrda - faqat etarlicha tezlashtirilgan zaryadlar bilan u ko'rinadigan bo'ladi. Inson ko'zining sezgirligi yashil rangda eng yuqori darajaga etadi va spektrning binafsha qismida juda past bo'ladi.
Yadro reaktorlari
Cherenkov nurlanishi yuqori energiyali zaryadlangan zarralarni aniqlash uchun ishlatiladi. Yadro reaktorlari kabi birliklarda beta elektronlar parchalanish parchalanish mahsulotlari sifatida chiqariladi. Zanjir reaktsiyasi to'xtagandan so'ng porlash davom etadi, qisqa muddatli moddalar parchalanishi natijasida xiralashadi. Shuningdek, Cherenkov nurlanishi sarflangan yoqilg'i elementlarining qolgan radioaktivligini tavsiflashi mumkin. Bu hodisa rezervuarlarda ishlatilgan yadro yoqilg‘isi mavjudligini tekshirish uchun ishlatiladi.
