Жоан Лиу, ОУАЭА-ийн Олон нийтийн мэдээлэл, харилцааны алба

Черенковын цацраг нь атомыг бүрдүүлдэг цахилгаан цэнэгтэй бөөмс (жишээ нь электрон ба протон) тодорхой орчинд гэрлийн хурдаас илүү хурдтай хөдөлж байх үед ялгарах цэнхэр туяа гэж ойлгож болох энергийн нэг төрөл юм. Черенковын цацрагийг 1958 оны Физикийн салбарын Нобелийн шагналт Павел Черенковын нэрээр нэрлэсэн бөгөөд түүнтэй хамт Илья Франк, Игорь Тамм нар энэхүү гэрэлтэлтийг анх удаа туршилтаар харуулж, тайлбарласан байна.

Гэрлийн хурдаас яаж илүү хурдалдаг вэ?

Вакуум орчинд гэрлийн хурдаас илүү хурдан аялдаг зүйл байхгүй. Гэхдээ, бусад орчинд бөөмс гэрлээс илүү хурдан аялж чаддаг. Жишээлбэл, усанд гэрэл нь ердийн хурдаасаа 75% хүртэл удааширдаг боловч зарим бөөмс удааширахгүйгээр гэрлийн хурдаас илүү хурдан аяладаг. Энэ тохиолдолд цэнхэр эсвэл ягаан туяа цацруулдаг.

Черенковын цацраг нь цөмийн реакторын түлшний эргэн тойронд усанд байдаг. Маш өндөр хурдтай хөдөлж буй цахилгаан цэнэгтэй хэсгүүд нь цөмийн реактор доторх урвалын дайвар бүтээгдэхүүн юм.

Яагаад цэнхэр байна вэ?

Гэрлээс хурдан хөдөлж буй цэнэглэгдсэн бөөмс, тухайлбал усаар дамжин өнгөрөхдөө замдаа байгаа атомуудын энергийн үндсэн төлвүүдийг алдагдуулдаг. Үндсэн төлвүүдийг сэргээхийн тулд тэдгээр атомууд фотонуудыг ялгаруулж, харагдах гэрлийг бүрдүүлдэг бөөмсийн төрлүүд нь харагдах гэрлийн "цочролын долгион" үүсгэдэг. Хөдөлгөөн нь дууны хурдаас хурдан, гэхдээ оптик спектр дээр явагдах үед дууны тэсрэлттэй ижил нөлөө үзүүлдэг.

Хүний нүдэнд үзэгддэг ялгаатай өнгөнүүд нь үнэндээ фотонуудаас бүрдэх ялгаатай төрлийн долгионууд юм.

Черенковын цацрагийн үед өндөр энергийн нөлөөгөөр фотонууд нь нил ягаан, цэнхэр өнгийн ердийн өндөр давтамжтай, богино долгионы урттай долгион хэлбэрээр тархдаг. Давтамж өндөр, долгионы урт богино байх тусмаа гэрэл нь хүний нүдэнд хөх, нил ягаан өнгөтэй харагддаг. Хэт ягаан туяа нь хүний нүдэнд үл үзэгдэх боловч Черенковын цацрагийг хэмжих тусгай багаж хэрэгслээр илрүүлэх боломжтой.

Өндөр давтамжтай, богино долгионы урттай байх тусам гэрэл нь хүний нүдэнд илүү цэнхэр эсвэл илүү ягаан өнгөтэй харагддаг. (Инфографик: А.Варгас/IAEA)

Усанд үүссэн Церенковын цацраг нь өргөн хүрээний тасралтгүй спектрээр ялгардаг бөгөөд гэрлийн ихэнх хэсэг нь цахилгаан соронзон спектрийн цэнхэр, ягаан, хэт ягаан туяаны бүсэд голчлон үүсдэг. (Инфографик: А.Варгас/IAEA)

Черенковын цацрагийн зарим хэрэглээ юу вэ?

Черенковын цацраг нь ихэвчлэн усанд дүрэгдсэн цацраг идэвхт материалд илэрдэг. Цацраг идэвхит бодис нь дайвар бүтээгдэхүүн болох цөмийн материалыг энхийн зорилгоор (эрчим хүчний үйлдвэрлэл гэх мэт) ашиглахаас гадна цөмийн зэвсэг үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно.

ОУАЭА-ийн бүрэн эрхийн хүрээнд цөмийн материал, байгууламжийг энхийн зорилгоор ашиглаж байгаа эсэхийг баталгаажуулах багтсан байдаг. Улс орнууд цөмийн зэвсэг үл дэлгэрүүлэх гэрээг ОУАЭА-тэй байгуулсан байдаг бөгөөд үүний дагуу өөрсдийн цөмийн материалын байршил, тоо хэмжээ, химийн найрлага, физик хэлбэр, ашиглалтыг ОУАЭА-д мэдүүлдэг бөгөөд ОУАЭА нь тус улсын тайлагнасан мэдээллийн бүрэн, үнэн зөв эсэхийг баталгаажуулдаг.

Цөмийн зэвсэг үл дэлгэрүүлэх хяналтын байцаагчид тусгай багаж хэрэгсэл, тухайлбал дараагийн үеийн Черенковын ажиглах төхөөрөмж (XCVD) эсвэл дижитал Черенковын ажиглах төхөөрөмж (DCVD) ашиглан ялгарч буй гэрлийг ажигласнаар цөмийн байгууламж болон бусад байршил дахь цөмийн материалд дүн шинжилгээ хийж, өгөгдлийг тухайн улсын тайлагнасан мэдээлэлтэй харьцуулдаг. Тухайлбал, цөмийн реакторын ашигласан түлш хадгалагдаж байгаа усан санд байгаа Черенковын цацрагийг хэмжиж, ашигласан цөмийн түлшний хэмжээ үнэн зөв эсэхийг тодорхойлох боломжтой. Ингэснээр тэд ашигласан цөмийн түлшний цөмийн материалыг энхийн зорилгоор өөр зорилгоор ашигласан эсэхийг илрүүлэх боломжтой.

Эх сурвалж: https://www.iaea.org/newscenter/news/what-is-cherenkov-radiation