Kék villanást lát, aki így belenéz egy induló atomreaktorba

Filmek, regények, számítógépes játékok látványos jelenete, amikor egy atomreaktor beindul, és derengő, sejtelmes kékes fényt kezd árasztani a moderátorként használt vízben. Nos, ez a jelenség nemcsak a forgatókönyvírók fejében létezik, hanem valódi fizikai jelenség, ami akár Pakson is megfigyelhető. 

A Cserenkov-sugárzás felfedezése 1934-re nyúlik vissza, amikor Pavel Alekszejevics Cserenkov szovjet fizikus először írta le ezt a jelenséget. A sugárzó részecskék hatását tanulmányozta folyadékokban. Észrevette, hogy a víz halványan, kéken világít bizonyos radioaktív részecskék elnyelésekor.

Ennek oka több mint érdekes, mivel a fényhatást olyan töltött, nagy energiájú részecskék (elektronok) okozzák, amelyek fénysebesség feletti tempóval száguldanak. Itt bevillan a jó öreg sci-fi alaptétel, miszerint nincs olyan létező dolog az univerzumban, ami leelőzhetné a fényt. Nos, ez a vákuumbéli fénysebességre igaz, más közegben a fény lelassul, ugyanakkor akadnak olyan gyors részecskék, amelyek ezért le tudják előzni.

Esetünkben ez a közeg a jó öreg víz, amelyben a fénysebesség csupán kétharmada a vákuumban mérhetőnek. A jelenség hasonló a hangrobbanáshoz, a részecskék mozgása nyomán lökéshullám keletkezik, ennek energiája a látható kék fény. A sugárzás nagy része az ibolyántúli spektrumban történik, de az energia egy részét mi kék derengő fényként érzékeljük. 

A Cserenkov-sugárzás jellegzetes kék színe éppen a jelenség előidézőjének, a fénysebességet meghaladó részecskének az energiájától függ. Minél nagyobb az adott részecske sebessége és energiája, annál intenzívebb a Cserenkov-sugárzás kibocsátott fénye. Ezért az erősen töltött részecskék, mint például az urániumatomok vagy a gamma-sugárzás, kiemelkedően erős Cserenkov-sugárzást eredményeznek.

A Cserenkov-sugárzás felfedezése óta számos alkalmazási területet találtak hozzá az emberiség számára. A részecskefizika kutatásában például az atommagok belső szerkezetének vizsgálatában használják a Cserenkov-sugárzást, de az orvostudományban is több helyen előfordul, többek között modern képalkotó eljárások során, mint például a pozitronemissziós tomográfia (PET), ahol a Cserenkov-sugárzás érzékelése is hozzájárulhat a képalkotás pontosabbá tételéhez.

Megfigyelése pedig teljesen biztonságos, csak nem árt, ha a reaktor és köztünk van nagyjából 53 000 liter víz, ami elnyeli a káros radioaktív sugárzást.