原子力発電の青い光とは:チェレンコフ放射の原理をわかりやすく解説!

原子力発電の青い光とは

原子炉の水中で見られる青い光はチェレンコフ放射と呼ばれる現象である。高速で移動する粒子が水中の光速を超えるときに発生する。水中で音速を超えたときの衝撃波に似た仕組みで生じる光だ。

原子力発電の青い光とは:チェレンコフ放射の原理をわかりやすく解説!

原子炉の写真を見たことがありますか?


暗いプールの中で、ふわっと青く光っているあの光。
ちょっと神秘的で、でも少し怖いような、不思議な輝きですよね。


あれはいったい何なのか。
今日はその正体を、やさしくひも解いていきましょう。



原子炉で見える青い光の正体とは?

原子炉の中や使用済み燃料プールで見える青い光。
あれは炎でも電気のスパークでもありません。


正体はチェレンコフ放射と呼ばれる現象です。
放射線の一種ではありますが、爆発や燃焼とはまったく違う仕組みで生まれています。


あの青い光は、粒子が水の中を高速で通過するときに生まれる光です。


原子炉の中では、核分裂によって高いエネルギーを持った電子などの粒子が生まれます。
それらが水中をものすごい速さで走り抜けるときに、あの幻想的な青い輝きが現れるのです。


つまり、原子が“光っている”わけではないということ。
水の中で起きている物理現象なのです。


原子炉の青い光は、チェレンコフ放射という物理現象なのです!


チェレンコフ放射の原理を簡単に解説

では、なぜそんな光が出るのでしょうか。


ポイントは「速さ」です。
光は真空中では宇宙で最も速い存在ですが、水の中では少しスピードが落ちます。


ここで重要なのが、高エネルギーの電子。
これらは、水の中での光の速さよりも速く進むことがあるのです。


水中の光より速く粒子が進むと、衝撃波のように光が発生します。


イメージとしては、飛行機が音速を超えたときに「衝撃波」が生まれるのと似ています。
それを光の世界で起こしたのがチェレンコフ放射です。


そしてこの現象は、1934年にソ連の物理学者パーヴェル・チェレンコフによって発見されました。
のちにノーベル賞も受賞しています。


チェレンコフ放射は、「光の衝撃波」ともいえる現象なのです!


なぜ青く見えるの?光の色のしくみ

では、どうして青いのでしょうか。


光にはさまざまな波長があります。
チェレンコフ放射では、短い波長、つまり青から紫の光が特に強く出る性質があります。


さらに、水は赤い光を吸収しやすく、青い光を通しやすい特徴があります。
そのため、私たちの目には鮮やかな青色として見えるのです。


青く見えるのは、短い波長の光が強く、水の中で目立つからです。


ただし、美しく見えても強い放射線環境で起きている現象なので、近づけるものではありません。


幻想的に見えるその光の裏には、厳密な物理法則が働いています。
見た目は神秘的でも、正体はきちんと説明できる科学現象なのです。


青い光の正体は、物理法則に従ったチェレンコフ放射なのです!


 


原子力発電所の青い光は、原子そのものが光っているわけではありません。
水中で高速粒子が走ることで生まれる、光の衝撃波。


そして青く見える理由も、波長と水の性質によるもの。
不思議に見える現象も、原理を知れば納得できるものなのです。