Tserenkovin säteilystä kysymys...

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Terve,
Tänään alkoi autoillessa mietityttämään tuon vanhan tutun sinertävän säteilyn alkusyy. Kouluaikoinani sen teoria selitettiin siten, että sähkömagneettisen säteilyn ja useiden hiukkasten nopeus tyhjiössä on valonnopeus, välittäjäaineeseen tullessaan sen nopeus laskee ja tuo energiamuutosero aiheuttaa näkyvää sinertävää valoa, esim. käytettyjen ydinvoimasauvojen säilytysaltaan vedessä, siellä kait 10 m:n syvyydessä.

Nyt tuli mieleeni kysymys, että mistä tyhjiöstä ne hiukkaset siihen allasveteen ovat tulleet? Nehän säteilevät papanat on kapseloitu metalliputkiin. Tuskin niissä putkissakaan tyhjiötä on. Eli ne ovat tulleet metallikuoren läpi.

Eli onko niin, että hiukkaset tulevat putken läpi alivalonnopeudella, törmäävät vesimolekyyliin, jonka osista jotkin erkautuvat ja lähtevät valonnopeudella liikkeelle, ja josta jäähdytysvedessä jarruttaessaan aiheuttaen sinertävää valoaan?

Samalla kävi mielessä, että kait kaikki auringonvalon fotonit jättävät jarrutusjäljen vedenpinnan läpi tunkeutuessaan.

Kommentit (15)

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
TPa
Nyt tuli mieleeni kysymys, että mistä tyhjiöstä ne hiukkaset siihen allasveteen ovat tulleet? Nehän säteilevät papanat on kapseloitu metalliputkiin. Tuskin niissä putkissakaan tyhjiötä on. Eli ne ovat tulleet metallikuoren läpi.



Säteily on hiukkassäteilyä, joka tulee sen kuoren läpi. Neutronit ainakin läpäisevät kapselin metallikuoren kuin tyhjää vain.

Eli onko niin, että hiukkaset tulevat putken läpi alivalonnopeudella, törmäävät vesimolekyyliin, jonka osista jotkin erkautuvat ja lähtevät valonnopeudella liikkeelle, ja josta jäähdytysvedessä jarruttaessaan aiheuttaen sinertävää valoaan?



Kaikki massalliset hiukkaset kuljevat alle valon nopeuden (tyhjiössä), mutta ydinreaktiotuotteet yleensä hyvin lähellä valon nopeutta olevia nopeuksia. Vedessä valon nopeus on jonkin verran hitaampi, joten hiukkasten nopeus on suurempi kuin valon nopeus vedessä (mutta siis pienempi kuin valon nopeus tyhjiössä). Se nopeusero aiheuttaa sen säteilyn mekanismilla, jota en tunne (mutta jonka Wikipedia arvatenkin tuntee).

Samalla kävi mielessä, että kait kaikki auringonvalon fotonit jättävät jarrutusjäljen vedenpinnan läpi tunkeutuessaan.



Eivät ne fotonit liiku vedessä nopeammin kuin valo, koska ovat sama asia.

Vierailija
Neutroni
TPa
Nyt tuli mieleeni kysymys, että mistä tyhjiöstä ne hiukkaset siihen allasveteen ovat tulleet? Nehän säteilevät papanat on kapseloitu metalliputkiin. Tuskin niissä putkissakaan tyhjiötä on. Eli ne ovat tulleet metallikuoren läpi.



Säteily on hiukkassäteilyä, joka tulee sen kuoren läpi. Neutronit ainakin läpäisevät kapselin metallikuoren kuin tyhjää vain.

Eli onko niin, että hiukkaset tulevat putken läpi alivalonnopeudella, törmäävät vesimolekyyliin, jonka osista jotkin erkautuvat ja lähtevät valonnopeudella liikkeelle, ja josta jäähdytysvedessä jarruttaessaan aiheuttaen sinertävää valoaan?



Kaikki massalliset hiukkaset kuljevat alle valon nopeuden (tyhjiössä), mutta ydinreaktiotuotteet yleensä hyvin lähellä valon nopeutta olevia nopeuksia. Vedessä valon nopeus on jonkin verran hitaampi, joten hiukkasten nopeus on suurempi kuin valon nopeus vedessä (mutta siis pienempi kuin valon nopeus tyhjiössä). Se nopeusero aiheuttaa sen säteilyn mekanismilla, jota en tunne (mutta jonka Wikipedia arvatenkin tuntee).

Samalla kävi mielessä, että kait kaikki auringonvalon fotonit jättävät jarrutusjäljen vedenpinnan läpi tunkeutuessaan.



Eivät ne fotonit liiku vedessä nopeammin kuin valo, koska ovat sama asia.

http://en.wikipedia.org/wiki/Cherenkov_radiation
Tuon mukaan vain varatut hiukkaset tuottavat tserenkovin säteilyä, eivät siis neutronit.
Olisin aika hämmästynyt, jos neutronit todellakin tuota tserenkovin säteilyä saisivat aikaan, enkä suinkaan siksi, että wiki olisi väärässä ... vaan sen vaikutus mekanismin kannalta ...

Toisaalta, myös käytetty polttoaine saa aikaan tuota tserenkov efektiä, mistäs niitä vapaita neutroneja siellä tulisi ?
Kysehän on radioaktiivisesta hajoamisesta, siis alpha, beta ja gamma säteilystä, eikä mistään spontaanista jälki_fissiosta.

Vierailija
kuukle

Toisaalta, myös käytetty polttoaine saa aikaan tuota tserenkov efektiä, mistäs niitä vapaita neutroneja siellä tulisi ?
Kysehän on radioaktiivisesta hajoamisesta, siis alpha, beta ja gamma säteilystä, eikä mistään spontaanista jälki_fissiosta.



Kyllä käytetty polttoaine tuottaa myös neutroneita, eli siinä tapahtuu myös pienessä määrin spontaania fissiota.

kfa
Seuraa 
Viestejä2516
Liittynyt13.3.2008
kuukle

http://en.wikipedia.org/wiki/Cherenkov_radiation
Tuon mukaan vain varatut hiukkaset tuottavat tserenkovin säteilyä, eivät siis neutronit.
Olisin aika hämmästynyt, jos neutronit todellakin tuota tserenkovin säteilyä saisivat aikaan, enkä suinkaan siksi, että wiki olisi väärässä ... vaan sen vaikutus mekanismin kannalta ...

Toisaalta, myös käytetty polttoaine saa aikaan tuota tserenkov efektiä, mistäs niitä vapaita neutroneja siellä tulisi ?
Kysehän on radioaktiivisesta hajoamisesta, siis alpha, beta ja gamma säteilystä, eikä mistään spontaanista jälki_fissiosta.


Säteilystä puhuttaessa pitää muistaa se, mitä tapahtuu säteilyn vuorovaikuttaessa aineen kanssa eli miten eri säteilylajit menettävät energiansa aineeseen. Esimerkiksi gammasäteily hyvin usein vuorovaikuttaa Comptonin sironnan kautta, jossa gammakvantti (fotoni) luovuttaa suuren osan energiastaan yhdelle elektronille. Tuo elektroni onkin sitten varattu hiukkanen ja jos sen nopeus on riittävän suuri niin Tserenkovin säteilyä nähdään. Sama tapahtuu aina kun mikä tahansa vuorovaikutus antaa elektroneille riittävän suuren energian.

Veden taitekerroin on noin 1.3 eli valon nopeus vedessä on luokkaa (1/1.3)c eli 0.77c eli 2.3E8 m/s. Kun elektronin nopeus on sama kuin valon nopeus vedessä on elektronin energia muutama sata kiloelektronivolttia. Sen voi laiska laskea vaikkapa täällä:

http://230nsc1.phy-astr.gsu.edu/hbase/r ... ng.html#c1

tuolta "Relativistic kinetic energy", täytä "for a mass of " kohtaan 1 me eli 9.1e-31 kg ja "traveling at velocity" kohtaan 0.77 c niin saat noin 2.899e5 eV eli noin 290 keV. Vuorovaikutuksissa säteilyn kanssa tai beetahajoamisessa tuota suuremman energian saaneet elektronit tai positronit tuottavat Tserenkovin säteilyä.

Raskaammat varatut hiukkaset eivät juurikaan tserenkovia tuota itsessään vaan välillisesti eli luovuttaessaan erilaisten vuorovaikutusten (törmäys väliaineen ytimien kanssa, siitä seuraavat ydinreaktiot ja radioaktiiviset tytäraineet, ytimien viritystilojen laukeamiset) kautta energiaa elektroneille. Esimerkiksi protonilla (m=1 mp eli 1.66e-27 kg) energiaa pitäisi olla jo yli 530 MeV ja alfahiukkasella (m = 4 mp eli 0.67e-26 kg) luokkaa 2.1 GeV, jotta niiden nopeus ylittäisi valon nopeuden vedessä.

Kim Fallström kfa+news@iki.fi

Vierailija

Miksi sen hiukkasen sitten pitää olla varautunut? Miksei neutroni voi sitä itsessään auheuttaa? Tai miksei neutriino, vaan siihenkin tarvitaan myoni?

Vierailija
kabus
Miksi sen hiukkasen sitten pitää olla varautunut? Miksei neutroni voi sitä itsessään auheuttaa? Tai miksei neutriino, vaan siihenkin tarvitaan myoni?




Neutroni ei vuorovaikuta minkään kanssa, mutta voi tietekin hajotessan aiheuttaa myös vuorovaikutuksen. Sitä kutsutaan beeta-soihduksi

Vierailija
konsta
kabus
Miksi sen hiukkasen sitten pitää olla varautunut? Miksei neutroni voi sitä itsessään auheuttaa? Tai miksei neutriino, vaan siihenkin tarvitaan myoni?




Neutroni ei vuorovaikuta minkään kanssa, mutta voi tietekin hajotessan aiheuttaa myös vuorovaikutuksen. Sitä kutsutaan beeta-soihduksi

Siis ei etä_vuorovaikuta, tokihan se vapaa neutroni käytännössä menettää liike-energiaansa törmäillessään, mikä sekin lienee vuorovaikutus.

Voisi olla aika vaikeaa saada reaktorista lämpötehoa hyödyksi, jos suuri osa tehosta karkaisi sen neutronin mukana ulos koko prosessista ... eikä antaisi energiaansa lainkaan lämmönvaihtimen välityksellä sinne minne sitä halutaan ...

Ja voidaanhan neutronien energiaa jopa sopivilla materiaaleilla tietoisestikin säädellä, eli hidastaa aina termiseksi neutroniksi asti varsin hallitusti, tai jättää halutulle suuremmalle energiatasolle.

Onko fluental tuttu materiaali ?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
kuukle

http://en.wikipedia.org/wiki/Cherenkov_radiation
Tuon mukaan vain varatut hiukkaset tuottavat tserenkovin säteilyä, eivät siis neutronit.
Olisin aika hämmästynyt, jos neutronit todellakin tuota tserenkovin säteilyä saisivat aikaan, enkä suinkaan siksi, että wiki olisi väärässä ... vaan sen vaikutus mekanismin kannalta ...



En minä väitä että neutronit aiheuttaisivat Cherenkovin säteilyä. En minä tunne sen syntymekanismia.

Toisaalta, myös käytetty polttoaine saa aikaan tuota tserenkov efektiä, mistäs niitä vapaita neutroneja siellä tulisi ?
Kysehän on radioaktiivisesta hajoamisesta, siis alpha, beta ja gamma säteilystä, eikä mistään spontaanista jälki_fissiosta.



Kyllä käytetyssä polttoaineessa on spontaanisti fissioituvia transuraaneja. Mutta unohda ne, jos kerran neutronit eivät aiheuta Cherenkovin säteilyä ollenkaan. Kyllä varattukin kama (ja ainakin ne gammat, jotka tuottavat välillisesti nopeita elektroneja) tulee niistä kapseleista läpi, kun intensiteettiä on riittävästi.

Hannu Tanskanen
Seuraa 
Viestejä8848
Liittynyt26.3.2009

No eikös se ole analoginen yliääniaallolle, väliaineessa (vesi) valoa nopeammin liikkuva hiukkanen kehittää iskuaallon vastaavasti. Reaktorien tehosta huomattava osa katoaa neutriinojen (antineutriinojen) mukana, neutriinoilmaisimilla (esim. Sudbury SNO) voidaan "nähdä" reaktorit jopa naapurivaltioiden alueilta asti.

Vierailija

Ihmisessä on kaliumia, varsinkin luissa. Osa tästä kaliumista on K-40 isotooppia, joka on beta-aktiivinen eli muuttuu kalsiumiksi.

Tserenkovin säteilyä syntyy ihmisen sisällä, eli kun K-40 lähettää elektronin eristävään väliaineeseen (veteen), niin syntyy valkoista valoa, tosin vesi itse suodattaa muut paitsi sinisen.

Tämä sininen valo näkyy herkillä mittareilla, esim toinen ihminen aistii aivoillaan että huoneessa on toinen ihminen.

Vierailija
Lektu-Elli
Tämä sininen valo näkyy herkillä mittareilla, esim toinen ihminen aistii aivoillaan että huoneessa on toinen ihminen.



Onko tämä faktaa? Assosioitui heti pseudotieteen puolelle ihmisen ns. auraan.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
Mercury
Lektu-Elli
Tämä sininen valo näkyy herkillä mittareilla, esim toinen ihminen aistii aivoillaan että huoneessa on toinen ihminen.



Onko tämä faktaa? Assosioitui heti pseudotieteen puolelle ihmisen ns. auraan.



Ei ole. Kosmiset säteet ja radioaktiivisuus voivat kyllä tuottaa Cherenkvin säteilyä ihmisessä, mutta sen mittaaminen on mahdotonta muutamasta syystä. Ensinnäkin säteily on erittäin heikkoa. Valoa muodostuu fotoni silloin ja toinen tällöin. Sen erottaminen muista säteilylähteistä, erityisesti ilmassa syntyvästä Cherenkovin säteilystä ja kosmisten hiukkasten detektorissa tuottamista häiriöistä, on mahdotonta. Toiseksikin ihminen on siniselle ja UV-valolle hyvn läpinäkymätön. Vain hyvin pieni osa aivan pinnan lähellä muodostuneista Cherenkovin fotoneista voi päästä ihosta ulos. Kun niitä on muutenkin vähän, ei ole toivoa säteilyn mittaamisesta.

Näköastimukseen vaaditaan useampi fotoni sekunnissa samalle verkkokalvon alueelle. Sekin edellyttää täysin hämäräadaptoitunutta silmää ja sauvasoluille herkkää aallonpituutta.

Vierailija

Tserenkovin säteilyn vastine varauksettoman hiukkasen tapauksessa on Askaryan efekti. Yritin aloittaa siitä keskustelua 23.3.2009 ketjussa #p1028708

Ihminen on melko läpinäkyvä kaikelle valolle. Kun panet käden tehokkaan piirtoheittimen tai projektorin eteen niin näkyy luut ja verisuonet.

Paksut vaatteet absorboi säteilyä enemmän kuin iho.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
Lektu-Elli
Ihminen on melko läpinäkyvä kaikelle valolle. Kun panet käden tehokkaan piirtoheittimen tai projektorin eteen niin näkyy luut ja verisuonet.



Minkä värisenä ne läpinäkyvät kudokset näkyvätkään? Sinisinä? Vihreinä? Violetteina?
Eikä niistä punaisistakaan fotoneista kovin moni tule edes ohuesta kämmenestä läpi.

Punainen ja lähi-infrapuna läpäisevät ihmisen kohtuullisen hyvin, mutta vihreä ja sininen eivät. Ellet usko, niin tohota itseäsi puolen watin vihreällä ja lähi-infrapunaisella laserilla. Vihreä polttaa niin vietävästi, koska se absorboituu pintaan, mutta infrapunainen tuottaa laajemman kevyen lämmön tunteen, koska absorboituu laajalle alueelle.

Vierailija
Neutroni
[

Punainen ja lähi-infrapuna läpäisevät ihmisen kohtuullisen hyvin, mutta vihreä ja sininen eivät. Ellet usko, niin tohota itseäsi puolen watin vihreällä ja lähi-infrapunaisella laserilla. Vihreä polttaa niin vietävästi, koska se absorboituu pintaan, mutta infrapunainen tuottaa laajemman kevyen lämmön tunteen, koska absorboituu laajalle alueelle.




Voi olla että vihreä laser absorboituu hermosolun pintaan.

Uusimmat

Suosituimmat