Top 50 체렌코프 현상 The 200 Correct Answer

You are looking for information, articles, knowledge about the topic nail salons open on sunday near me 체렌코프 현상 on Google, you do not find the information you need! Here are the best content compiled and compiled by the Chewathai27.com/to team, along with other related topics such as: 체렌코프 현상 임계질량 사고, 체렌코프 현상 빛의 속도, 체르노빌 체렌코프, Cherenkov effect, 임계사고, 방사선, 방사능 초록색, 방사선 피폭 원리

---

원자로 냉각(체렌코프 현상)

원자로 냉각(체렌코프 현상)

---

체렌코프 효과 – 위키백과, 우리 모두의 백과사전

• Article author: ko.wikipedia.org
• Reviews from users: 30459 Ratings
• Top rated: 3.2
• Lowest rated: 1
• Summary of article content: Articles about 체렌코프 효과 – 위키백과, 우리 모두의 백과사전 )보다 더 빠른 속도로 유전체 매질을 통과할 때 전자기파를 방출하는 효과다. 수중 원자로가 푸른 빛을 내는 특성을 가진 이유는 이 효과를 통해 방출되는 전자기파 때문 … …
• Most searched keywords: Whether you are looking for 체렌코프 효과 – 위키백과, 우리 모두의 백과사전 )보다 더 빠른 속도로 유전체 매질을 통과할 때 전자기파를 방출하는 효과다. 수중 원자로가 푸른 빛을 내는 특성을 가진 이유는 이 효과를 통해 방출되는 전자기파 때문 …
• Table of Contents:

물리적 유래[편집]

각주[편집]

외부 링크[편집]

Read More

실험실 물병에서 나온 푸른빛의 정체 – Sciencetimes

• Article author: www.sciencetimes.co.kr
• Reviews from users: 31236 Ratings
• Top rated: 3.2
• Lowest rated: 1
• Summary of article content: Articles about 실험실 물병에서 나온 푸른빛의 정체 – Sciencetimes 방사능 물질에서 나오는 고속 전자가 빛의 속도보다 빠르게 이동하며 물 분자와 충돌하기 때문이다. 그런데 사용후 핵연료에서 나오는 체렌코프광은 … …
• Most searched keywords: Whether you are looking for 실험실 물병에서 나온 푸른빛의 정체 – Sciencetimes 방사능 물질에서 나오는 고속 전자가 빛의 속도보다 빠르게 이동하며 물 분자와 충돌하기 때문이다. 그런데 사용후 핵연료에서 나오는 체렌코프광은 … 국내외 과학기술동향, 정책, 문화 등 과기계 이슈 정보 제공. 매주 금요일 뉴스레터 발송.
• Table of Contents:

기획·칼럼

사이언스타임즈 뉴스레터 신청

사이언스타임즈 뉴스레터 수신거부

Read More

체렌코프 효과(Cherenkov effect)와 중성미자 포착 : 네이버 블로그

• Article author: m.blog.naver.com
• Reviews from users: 13588 Ratings
• Top rated: 4.9
• Lowest rated: 1
• Summary of article content: Articles about 체렌코프 효과(Cherenkov effect)와 중성미자 포착 : 네이버 블로그 체렌코프 효과는 고속 전자나 고에너지입자(렙톤 중에서 전자, 타우, 뮤온)에 의한 현상일 뿐만아니라 ​직접적으로 포착이 거의 불가능한 중성미자를 … …
• Most searched keywords: Whether you are looking for 체렌코프 효과(Cherenkov effect)와 중성미자 포착 : 네이버 블로그 체렌코프 효과는 고속 전자나 고에너지입자(렙톤 중에서 전자, 타우, 뮤온)에 의한 현상일 뿐만아니라 ​직접적으로 포착이 거의 불가능한 중성미자를 …
• Table of Contents:

카테고리 이동

한국순환학회 인아랑 순환법칙 사상물리학화학

이 블로그 
순환법칙
 카테고리 글

카테고리

이 블로그 
순환법칙
 카테고리 글

Read More

체렌코프 효과(Cherenkov effect) | 과학문화포털 사이언스올

• Article author: www.scienceall.com
• Reviews from users: 5351 Ratings
• Top rated: 4.3
• Lowest rated: 1
• Summary of article content: Articles about 체렌코프 효과(Cherenkov effect) | 과학문화포털 사이언스올 체렌코프 효과는 전하를 띠는 입자가 특정한 매질에서 빛보다 빠르게 이동할 경우, 방사 에너지가 발생하면서 입자가 X선 등의 방사선이나 빛을 방출 … …
• Most searched keywords: Whether you are looking for 체렌코프 효과(Cherenkov effect) | 과학문화포털 사이언스올 체렌코프 효과는 전하를 띠는 입자가 특정한 매질에서 빛보다 빠르게 이동할 경우, 방사 에너지가 발생하면서 입자가 X선 등의 방사선이나 빛을 방출 … 과학의 모든 것! 과학 학습, 과학 체험, 과학 문화의 모든 것 사이언스올!입자의 속도는 매질에 따라 변한다. 따라서 현재 공기 중에서는 빛보다 빠른 입자가 존재할 수 없지만, 다른 매질에서는 빛보다 빠른 입자가 존재할 수 있다.체렌코프효과
• Table of Contents:

Read More

체렌코프 현상

• Article author: www.koreascience.or.kr
• Reviews from users: 13180 Ratings
• Top rated: 3.8
• Lowest rated: 1
• Summary of article content: Articles about 체렌코프 현상 체렌코프 방사선은 하전입자가 물과 같은 투. 명한 매질을 빛의 위상속도보다 빠르게 진행할 때. 발생하는 현상인데, 이 원리를 이용하여 감마선을. 검출하기 위한 광섬유 … …
• Most searched keywords: Whether you are looking for 체렌코프 현상 체렌코프 방사선은 하전입자가 물과 같은 투. 명한 매질을 빛의 위상속도보다 빠르게 진행할 때. 발생하는 현상인데, 이 원리를 이용하여 감마선을. 검출하기 위한 광섬유 …
• Table of Contents:

Read More

[MHN 과학] 아이언맨의 가슴은 왜 빛날까? 1958 노벨 물리학상: 체렌코프 현상 < 뉴스 < 문화 NEWS < 기사본문 - 문화뉴스

• Article author: www.mhns.co.kr
• Reviews from users: 35841 Ratings
• Top rated: 3.6
• Lowest rated: 1
• Summary of article content: Articles about [MHN 과학] 아이언맨의 가슴은 왜 빛날까? 1958 노벨 물리학상: 체렌코프 현상 < 뉴스 < 문화 NEWS < 기사본문 - 문화뉴스 '체렌코프 현상'은 전하를 가진 입자가 투명한 물질을 통과할 때 어떤 특수한 조건을 만족하였을 경우 나타나는 현상이다. 전하를 가진 입자는 대부분의 ... ...
• Most searched keywords: Whether you are looking for [MHN 과학] 아이언맨의 가슴은 왜 빛날까? 1958 노벨 물리학상: 체렌코프 현상 < 뉴스 < 문화 NEWS < 기사본문 - 문화뉴스 '체렌코프 현상'은 전하를 가진 입자가 투명한 물질을 통과할 때 어떤 특수한 조건을 만족하였을 경우 나타나는 현상이다. 전하를 가진 입자는 대부분의 ... [문화뉴스 MHN 권성준기자] 마블 시리즈의 등장인물인 '아이언맨'은 토니 스타크가 가슴에 있는 '아크 원자로'를 동력 삼아 슈트를 작동시켜 빌런과 싸우는 히어로다. 그런데 '아크 원자로'를 보면 항상 푸른색 빛을 뿜고 있다.실제로 현실에 있는 원자력 발전소의 원자로들 또한 푸른빛을 내뿜는다. 이렇게 원자로가 푸른빛을 내뿜는 현상을 '체렌코프 현상'이라 부른다.'체렌코프 현상'은 이 현상을 발견한 러시아의 물리학자 파벨 체렌코프(Pavel Cherenkov, 1904~1990)의 이름을 따 명명되었다. 체렌코프는 '체렌코프 현상'을노벨물리학상,체렌코프현상,아이언맨
• Table of Contents:

상단영역

본문영역

하단영역

전체메뉴

Read More

밍토리 – 체렌코프 현상을 아십니까? (이과 지식 요함 주의) – 트게더

• Article author: tgd.kr
• Reviews from users: 16144 Ratings
• Top rated: 4.0
• Lowest rated: 1
• Summary of article content: Articles about 밍토리 – 체렌코프 현상을 아십니까? (이과 지식 요함 주의) – 트게더 쉽게 말하면 광학적 소닉붐이다. 물질 안에서는 진공과 비교할 때 빛의 속도가 느려지는데, 느려진 빛보다 다른 전기적 성질을 띤 입자가 빠르면 이와 … …
• Most searched keywords: Whether you are looking for 밍토리 – 체렌코프 현상을 아십니까? (이과 지식 요함 주의) – 트게더 쉽게 말하면 광학적 소닉붐이다. 물질 안에서는 진공과 비교할 때 빛의 속도가 느려지는데, 느려진 빛보다 다른 전기적 성질을 띤 입자가 빠르면 이와 … 쉽게 말하면 광학적 소닉붐이다. 물질 안에서는 진공과 비교할 때 빛의 속도가 느려지는데, 느려진 빛보다 다른 전기적 성질을 띤 입자가 빠르면 이와 같은 특이한 빛이 난다.  게다가 체렌코프 현상이 일어나면 입자의 에너지가 높음을 뜻한다. 보통 원자로나 사용 후 연료 저장 수조 같이 방사능이 높은 곳에서 나타난다.  체렌코프 효과가 일어날 때 발현되는 빛은 세상에서 가장 아름다운 색상의 빛으로 꼽힙니다. 그러나 가장 아름다운 빛이면서, 또한 가장 잔혹한 빛이기도 하죠. 왜냐하면… 이 빛을 정면에서 목격하고 살아남은 사람은 없으니까요. 1985년, 브라질의 고이아니아 지방에서 암 전문 의료원이 새 건물로 이전하기 시작했다. 항암치료가 악명높은 이유 중 하나가 고통스러운 방사선 치료 때문인데, 이 의료원에도 버려진 의료기기에 다량의 치료용 세슘이 보관되어 있었다. 문제는 법적 분쟁 때문에 건물 철거가 차일피일 미뤄졌다는 것이다. 물론 법원에서도 세슘의 위험성을 잘 알고 있었기에 경비원을 보내 건물을 지키게 했다. 그러나 1987년 9월 13일, 경비원이 무단결근한 사이 인근 마을에 사는 호베르투 도스 산토스 아우베스와 와그네르 모타파헤이라라는 두 청년이 폐건물을 뒤지다 방사선 치료기를 발견하고 이를 돈이 될 것이로 생각하여 뜯어내어 집에 가져가고 만다. 기기를 팔아넘기려 집에서 분해작업을 하던 이들은 염화 세슘이 봉인된 캡슐을 끄집어냈다. 강력한 방사성 물질인 염화 세슘의 방사선은 곧 직접적인 영향을 미쳐 구토와 설사 등 방사선 피폭 증세를 보였지만 두 청년은 이를 대수롭지 않게 생각했다. 캡슐까지 해체하면서 증세가 심해지자 결국 병원을 찾았지만, 동네 의사는 상한 음식 탓이라고 진단해버렸다. 두 청년은 기어이 캡슐을 분해하여 염화 세슘을 누출시켰다. 염화 세슘에서 나오는 강력한 방사선은 주변 공기를 이온화시켜 은은한 푸른 빛을 내는 ‘체렌코프 현상’을 일으켰고 아우베스와 모타파헤이라는 이를 보고 캡슐 안의 물질이 종류가 알려지지 않은 화약이라고 오해했다.  이들은 염화 세슘을 고물상 주인에게 팔았으며, 체렌코프 광이 신기했던 고물상 주인은 이웃들을 초대해서 구경시켜주기도 했다. 고물상 주인의 집에 놀러 온 친척들은 염화 세슘 가루를 신기하게 여긴 나머지 얼굴에 발라보기도 했으며 고물상 집 딸은 아예 이 가루를 먹어보기까지 했다. 이 일이 있었던 후 약 보름 후, 주변 사람들이 동시에 비슷한 증세를 보이는 것을 이상히 여긴 고물상 집의 부인은 1987년 9월 28일, 염화 세슘 가루를 병원에 가져갔으며 이때서야 비로소 가루의 정체가 판명되었다. 당연히 비상이 걸렸고 브라질 정부 소속 원자력위원회가 조사에 나섰다. 이 사건으로 염화 세슘을 삼켰던 고물상 집 딸과 최초 신고자인 부인, 고물상의 고용인 두 명이 방사선 피폭으로 사망했다. 가장 피폭이 심했던 고물상 집 딸은 방사선 피해를 두려워해 의료진이 가까이 가려 하지 않았으며 시신은 납으로 만든 관에 안치되었다. 이 불쌍한 소녀는 마을 사람들의 극심한 반대로 하마터면 묘를 쓰지도 못할 뻔했다. 이외에도 20명의 환자가 입원치료를 받았고 10만여 명의 사람들이 피폭 여부를 검진받아야 했다. 이 모두가 단 한 줌의 방사성 물질 때문에 벌어진 일이다.  체렌코프 광을 목격하는 순간 거의 100% 피폭당한다고 봐도 좋으며, 천운이 닿을 시 1시버트 정도의 미미한(?) 피해로 기적적으로 살아남을 수도 있지만 절대 다수는 치사량 이상의 방사선량을 피폭받고 며칠~몇개월 안에 사망에 이르게 됩니다.  참고로 국제 방사선 방호 위원회(ICRP)는 일상생활에서의 연간 노출 한도를 1 mSv/yr로 권고하고 있습니다. 또한 전 세계 평균 자연 방사선량은 2.4 mSv/yr 입니다.   (1시버트=1000밀리 시버트) 0.2시버트 미만: 단기적으로는 별 문제 없다. 다만 위에서 말했듯이 저선량 방사선의 피폭 효과는 아직 논란이 있다.0.2 ~ 0.5시버트: 아프지 않고, 일시적으로 백혈구 양이 줄어들 수는 있으나, 신체적으로 큰 이상은 없다.0.5 ~ 1시버트: 급성적인 증상으론 조금 아프지만 감당할 수 있는 정도다. 신체적으로도 큰 이상은 없다. 주로 나타나는 증세로는 복통이 있으며, 운이 없을시 일시적으로 남성 불임증이 일어날 수도 있으나 큰 문제는 아니다. 1 ~ 2시버트: 사망률과 발암률이 유의미한 수치로 오르기 시작하는 레벨이다. 한 달 후에 사망할 가능성이 최대 5%이지만, 바꿔 말하면 적어도 95%가 생존한다는 소리다. 일시적으로 고자가 되더라도 회복될 가능성이 높다. 아직까지는 5%에 걸리지 않게 잘만 관리해준다면 정상적인 생명유지가 가능하다.2 ~ 3시버트: 심각해진다. 한 달 후에 사망할 가능성이 35%로 증가한다. 하루 정도는 앓아누울 것이고 치료기간은 몇 달로 증가한다. 탈모에 면역력 저하 등이 겹치므로 절대로 무리하지 말고 의사의 말을 따라야 한다. 또한 갑작스런 장기 부전으로 인한 돌연사 확률도 증가한다.3 ~ 4시버트: 한 달 후에 사망할 가능성이 50%로 오른다. 특히 출혈을 조심해야 한다.4 ~ 6시버트: 매우 중대한 사태다. 한 달 후에 사망할 가능성이 무려 60%다. 물론 이는 6시버트의 경우이며, 운이 좋더라도 1년간 치료 받아야 하며, 치료 받더라도 생존가능성은 여전히 낮다. 해리 K 더그힐란. 2세의 항목을 읽어보면 5시버트의 피폭으로 사망했음을 알 수 있다. 그것도 단 25일 만에.6 ~ 8시버트: 치료를 받지 않으면 약 95%는 사망한다. 그러나 잠복기가 어느 정도 있기에 증상 발현 이후에도 최상의 치료를 받고 수십 일 정도 생존 가능하다. 진짜 운이 좋으면 최고 50% 확률로 집중적인 치료를 받았을 때 살아남을 수 있다. 살아남더라도 회복하는 데는 수 년 이상이 걸리거나, 혹은 평생에 걸쳐 회복 치료를 받아야 할 수도 있다.8 ~ 30시버트: 사망 확정. 이 단계부터는 잠복기 없이 바로 증상이 발현된다. 치료받더라도 사망하므로 의사들은 환자를 치료하기 위해서가 아니라 고통을 줄이기 위해 노력한다. 치사율은 치료를 받지 않을 경우 100%이고, 치료를 받아도 99~100%이다. 보통은 2일에서 2주 정도 생존이 가능하다. 루이스 슬로틴이 21시버트의 피폭으로 사망했다. 참고로 이정도 수준의 피폭자에게 전문적인 치료를 시도한 사례가 있는데 일본의 도카이 촌 방사능 누출사고에서 약 16~20시버트의 피폭을 받은 오우치 히사시(당시 35세)는 83일, 약 6~10시버트의 피폭을 받은 시노하라 마사토(당시 40세)는 211일만에 결국 사망하였다. 피폭량에 비해선 오래 산 편 아닌가 할수도 있지만 어디까지나 당시 피폭 관련 최고수준의 치료를 받았음에도 그 정도인 것이다.30시버트 이상: 이 정도의 피폭을 받고 50시간 이상 버틴 사람은 없다. 신경계가 완전히 파괴되기 때문에 즉각적인 방향감각 상실과 혼수상태에 빠져 몇시간 내로 사망하며, 80시버트 이상 피폭되었다면 즉사할 것으로 본다. 이틀 정도 버틴 사람들의 경우 피폭 후 즉시 치료를 받았기 때문에 버틴 것 뿐이다. 참고로 목성의 4대 위성 중 가장 가까운 위성인 이오 위에 있다면 36시버트의 방사능을 한번에 받는다. 이 범위에 든 실제 피폭자는 1958년 12월 30일 로스 앨러모스 원자력 처리장에서 일하던 근로자인 ‘세실 켈리’가 사고를 당했을때 상반신에 120시버트의 피폭을 당한 것. 이는 전 세계 기록상 가장 높은 시버트의 방사능에 피폭된 사람이다. 참고로 일반적으로 반수치사량은 최소한의 의학적 처치시  3.2 ~ 3.6시버트, 일반적인 의학적 치료시 4.8 ~ 5.2 시버트 사이라고 합니다.   만약 방사능 유출사고의 끔찍함을 더 알고 싶으시면 개인적으로 체르노빌 원자력 사고를 모티브한 드라마 ‘체르노빌’이나 도카이촌 방사능 유출사고 희생자인 오우치 히사시를 다룬 소설인 ’83일’을 읽어보시는 것을 추천드립니다. (다만 ’83일’ 소설에 실린 삽화들은 날이 지날수록 끔찍해지는 오우치의 사진이 생생하게 담겨있기에 그런 것에 익숙하지 않은 분들은 주의하시길) 방사능이 왜 이토록 끔찍하고 무시무시하냐면,  방사선은 고에너지의 입자나 광자이기 때문에 세포막의 결합 자체를 파괴하며, 가장 중요한 수소결합으로 이루어진 DNA까지 분쇄한다는겁니다. ’83일’에서 나오는 구절을 보면 더 잘 이해하실 수 있는데 오우치는 스테인리스 양동이에 녹인 우라늄 용액을 여과기로 거른 다음 깔때기를 통해 커다란 침전조에 옮겨담는 작업을 하는 중이었다.  일곱 양동이째. 동료가 마지막 우라늄 용액을 흘려넣기 시작했을 때,  오우치는 ‘파직!’ 하는 소리와 함께 파란 빛을 보았다. 임계에 이르렀을 때 방출되는 ‘체렌코프 방사선’이었다.  그 순간, 방사선 중에서도 에너지가 가장 큰 중성자선이 오우치를 비롯한 세 사람의 몸을 꿰뚫었다. 피폭한 것이다. 탈의실로 도망쳤지만 곧바로, 갑자기 구토를 하고 의식을 잃었다. 오우치의 피폭량은 20시버트, 무게로는 단 0.001그램에 지나지 않지만 보통 사람이 1년 동안 받을 수 있는 방사선량의 2만 배에 해당하는 수치였다. 8시버트 이상의 방사선을 쬐었을 때의 사망률은 100퍼센트다.  피폭 이틀째만 해도, 그의 얼굴이 조금 붉어지고 붓고 눈의 흰자위 부분이 약간 충혈되기는 했지만, 피부가 타들어가지도 않았고 벗겨지거나 떨어져나간 곳도 없었다. 귀 아랫부분과 오른팔에 통증이 있다고 했지만, 물집조차 없었다. 의식도 또렷했다.  그러나 방사선은 모든 유전 정보가 모여 있는 ‘생명의 설계도’ 염색체를 산산이 부숴버렸고, 오우치의 몸은 이제 피부도, 혈액도, 내장의 점막도 새로 만들어낼 수 없었다. 현미경으로 확대한 골수세포의 염색체가 찍혀 있어야 할 터였다. 그러나 사진에 담겨 있는 것은 뿔뿔이 흩어져 있는 까만 물질이었다. 히라이가 지금까지 익히 보아온 인간의 염색체와는 모양이 완전히 달랐다. 염색체는 모든 유전 정보가 모여 있는, 이를테면 생명의 설계도와도 같은 것이다. 통상 23쌍으로 이루어져 있는데, 1번부터 22번에 이르는 상염색체와 여성의 X, 남성의 Y와 같은 성염색체가 번호별로 정해져 있어서 순번에 따라 늘어놓을 수 있다.  그러나 오우치의 염색체는 어느 것이 몇 번 염색체인지 도저히 식별하기 어려웠다. 순번에 맞게 늘어놓을 수도 없었다. 잘린 채 다른 염색체에 달라붙은 것도 있었다. 염색체가 산산이 흩어졌다는 건 앞으로 새로운 세포를 만들어낼 수 없다는 뜻이었다. 피폭한 순간, 오우치의 몸은 설계도를 잃어버리고 만 것이다. 즉, DNA가 망가지는 순간 인간의 세포는 더 이상의 번식, 재생 능력을 잃어버리고 소멸만을 앞둔 운명에 처하게 되는 것입니다. 물론 인간의 신체는 DNA의 오류를 자체적으로 복구하는 기능을 갖고 있기에 일정 수준 이하의 피폭에서는 견딜 수 있습니다. 하지만 앞서 언급한 반수치사량 이상의 피폭을 받으면 오류 복구 불능의 피해를 받게 되고 죽음만을 기다리게 되는 것입니다. 방사능 피폭 환자들의 피부가 모두 벗겨지고 근육이 드러나는 등의 끔찍한 몰골은 이 때문입니다. 피부는 매일같이 소멸과 생성을 반복하는 수많은 세포의 집합인데, 소멸만 할 뿐 생성이 이뤄지지 않으니 표피가 모두 벗겨진 끔찍한 몰골이 되는 것이죠.   지금까지 세상에서 가장 아름답지만 잔혹한 빛인 체렌코프 현상과 그 여파에 대해 알아보았습니다. 현재 일본은 도카이촌 사건 당시보다도 더 높은 등급의 원자력 사고인 후쿠시마 원전 사고조차 그 피해를 축소하는 중입니다. 2020 도쿄 올림픽 참가 여부가 딜레마가 될 수 밖에 없는 문제이지요.   -출처: 나무위키, 동아 사이언스, 인터파크 도서, 블로그 등
• Table of Contents:

Read More

---

See more articles in the same category here: Chewathai27.com/to/blog.

위키백과, 우리 모두의 백과사전

체렌코프 효과의 원리를 나타낸 애니메이션.

체렌코프 효과(Čerenkov效果, 영어: Čerenkov effect), 바빌로프-체렌코프 효과(Vavilov–Cherenkov radiation) 라고도 알려져 있다.[1] 하전 입자(예:전자)가 매질에서의 빛의 위상속도( c = 1 / ϵ μ {\displaystyle c=1/{\sqrt {\epsilon \mu }}} )보다 더 빠른 속도로 유전체 매질을 통과할 때 전자기파를 방출하는 효과다. 수중 원자로가 푸른 빛을 내는 특성을 가진 이유는 이 효과를 통해 방출되는 전자기파 때문이다. 그리고 이 때 방출되는 전자기파를 체렌코프 복사(영어: Čerenkov radiation)라고 부른다.

체렌코프 효과의 이름은 발견자인 소비에트 연방의 물리학자 파벨 알렉세예비치 체렌코프의 이름을 따서 붙여졌다. 체렌코프는 이 효과를 1934년 처음으로 발견하고 이 공로로 1958년 노벨 물리학상을 수여받았다.[2] 이 효과에 대한 이론은 후에 이고르 탐과 일리야 프란크가 아인슈타인의 특수 상대성 이론을 기반으로 하여 발전시켰다. 그들 또한 체렌코프와 함께 노벨상을 수상했다.

체렌코프 효과는 영국의 수리 물리학자이자 전기 공학자인 올리버 헤비사이드가 1888-89년 출판했던 논문에 의해서 이론적으로 예견된 바가 있다.[3]

물리적 유래 [ 편집 ]

전기역학에 따르면, 진공 상태에서의 빛의 속도는 보편적인 상수(c)를 갖는다. 하지만 빛이 타 매질 내에서 전파되는 속도는 c보다 상당히 낮을 수 있다. 실제 예를 들자면, 물속에서의 빛 전파 속도는 0.75c에 불과하다. 물질은 핵반응을 통해, 또는 입자 가속기 속에서 이 이상으로 가속할 수 있다. (하지만 여전히 c 미만의 속도를 가짐) 체렌코프 효과는 대전 입자, 그 중에서도 가장 일반적으로 전자가 그 매질에서의 광속보다 더 빠른 속도로 유전체 (전기학상으로 분극 가능한) 매질을 통과할 때 생긴다.

이때 말하는 빛의 속도는 빛의 군속도가 아닌 위상 속도이다. 위상 속도는 주기적으로 매질을 사용함으로써 극적으로 바꿀 수 있으며, 이 경우에는 최소 입자 속도에 도달하지 않더라도 체렌코프 효과를 관찰할 수 있다(이것은 스미스-퍼셀 효과로 알려져 있다). 광자 결정 등의 복잡하고 주기적인 매질에서는 역방향 방사선과 같은 특이하고 다양한 체렌코프 효과의 모습을 관찰할 수 있다. (일반적으로 체렌코프 효과는 입자 속도의 예각 방향으로 방사됨)[4]

체렌코프 효과의 기하학. (굴절이 없는 이상적인 경우)

하전 입자가 이동함에 따라 하전 입자는 그 매질의 국소 전자기장을 방해한다. 특히, 매질은 입자의 전기장에 의해 전기적으로 분극화된다. 입자가 천천히 움직이면 방해는 탄력적으로 완화되고 입자가 지나갈 때 물리적 평형 상태로 되돌아간다. 입자가 충분히 빠르게 이동할 때에도 불구하고 입자의 반응속도가 제한되는 것은 입자의 각성 후에 방해가 있다는 것을 나타낸다. 그리고 이러한 방해에 포함되어 있는 에너지는 응집력 있는 충격파로서 방사된다.

체렌코프 효과는 초음속 항공기나 총알이 이동할 때 생기는 소닉붐으로 종종 비유되곤 한다. 초음속체에 의해서 생성된 음파는 소리의 속도로 전파되는데(그러므로 음파는 초음속체보다 느린 속도를 갖게 된다). 따라서 음파는 초음속체보다 느리게 움직이게 되며, 초음속체보다 앞으로 나아갈 수 없게 된다. 그로 인해 초음속체보다 느리게 움직이던 소리가 초음속체보다 먼저 진행되던 소리와 부딪혀 공기가 급격히 압축되고, 그것이 충격파를 형성한다. 비슷한 현상으로 하전 입자가 절연체를 통과할 때 가벼운 광파를 형성한다.

이 문서의 네 번째 그림에서 입자(빨간색 화살표)는 c / n < v p < c {\displaystyle c/n

실험실 물병에서 나온 푸른빛의 정체 – Sciencetimes

방사선 치료를 받는 환자 중 일부는 눈앞에서 번쩍이는 빛을 본다. 미국 다트머스대학 연구진은 특수 카메라 이미징 시스템을 사용해 그 빛의 정체를 조사했다.

그 결과 그 빛은 방사선 빔이 눈의 체액이나 젤을 통과할 때 생성되는 체렌코프 방사선(체렌코프광)임이 밝혀졌다. 최근 ‘국제방사선종양학저널’에 발표된 이 연구 결과는 미래의 방사선 치료기술을 개선하는 데 큰 보탬이 될 것으로 추정되고 있다.

체렌코프 방사선은 이 현상을 최초로 발견한 러시아의 물리학자 파벨 알렉세예비치 체렌코프의 이름에서 명명됐다. 1904년 7월 28일 러시아의 보로네시 지역에서 소작농의 아들로 태어난 체렌코프는 1928년에 보로네시주립대 물리학과를 졸업했다.

이후 모스크바에 있는 레베테프물리학연구소의 선임과학자로 임명된 그는 1934년 어느 날 바빌로프 교수 밑에서 연구를 하던 중 방사선을 조사한 실험병의 물에서 청색 빛이 방출되는 현상을 관찰했다.

사실 방사선이 액체를 통과할 때 희미하게 방출되는 푸른빛은 이미 여러 사람들에게서 관찰되었다. 그들은 그것이 잘 알려진 형광 현상이 푸른빛으로 나타나는 것이라 생각했다. 하지만 체렌코프는 그 빛이 형광 현상과는 확연히 다르다는 사실을 알아차렸다.

바빌로프 교수의 허락 하에 체렌코프는 실험을 계속한 결과 그것이 빛보다 빠른 속도의 하전입자로부터 복사되는 빛이라는 사실을 발견했다. 이른바 ‘체렌코프 효과’의 발견이었다.

빛보다 빠른 하전입자가 내는 푸른빛

사실 빛보다 빠른 물질은 없다. 그러나 진공이 아니라 빛이 액체나 투명한 고체 같은 매질을 통과한다면 이야기가 달라진다. 예를 들면 물과 같은 매질에서 빛의 속도는 진공상태보다 약 75% 떨어진다.

따라서 그런 매질에서는 에너지가 큰 다른 입자가 빛의 속도보다 빠르게 이동하는 것이 가능해진다. 이때 빛의 속도보다 빨리 움직이던 입자는 푸른빛을 방출하며 에너지를 잃고 광속 이하의 속도로 돌아가게 된다.

쉽게 말해서 체렌코프 효과는 이 현상을 일으키는 입자의 에너지가 높다는 걸 말한다. 원자로나 사용후 핵연료 저장수조처럼 방사능이 높은 물속을 보면 푸른빛의 체렌코프 방사선이 나타나는 것을 확인할 수 있다.

방사능 물질에서 나오는 고속 전자가 빛의 속도보다 빠르게 이동하며 물 분자와 충돌하기 때문이다. 그런데 사용후 핵연료에서 나오는 체렌코프광은 핵연료를 태우는 시간과 저장 기간에 따라 달라진다. 즉, 핵연료를 덜 태우거나 자주 교체하면 빛이 약하고, 오래 태우거나 늦게 교체하면 빛이 세다.

때문에 체렌코프광을 측정하면 사용후 핵연료를 재처리했는지와 핵연료를 어느 정도 태웠는지를 알 수 있다. 심지어 사용후 핵연료 드럼을 가짜로 바꾸었는지도 확인된다.

체렌코프 효과는 음전하를 띠는 수소핵인 반양성자 등 새로운 소립자의 발견에도 결정적인 역할을 했다. 이 효과에 기초하여 단일입자들의 거동을 기록할 수 있도록 만들어진 체렌코프 검출기는 고속 입자의 존재 및 속도를 관찰하기 위한 원자 연구의 표준 장비가 되었다.

대표적인 사례가 중성미자의 검출이다. 중성미자는 우주에 엄청난 양이 흩날리지만, 물질과 거의 반응을 일으키지 않아 관측이 어렵다. 그러나 수백조 개 중 하나쯤은 물 분자에 부딪쳐 물 원소의 핵에서 전자가 튀어나오게 한다. 그 전자가 물이라는 매질에서 빛의 속도보다 빠를 때 발생하는 체렌코프광을 관측하면 중성미자의 존재를 간접적으로 확인하는 것이 된다.

단순한 관찰이 이루어낸 중요한 발견

이처럼 체렌코프 효과를 통해 중성미자를 포착하는 대표적인 시설은 지하 1000m 아래의 폐광에 만들어진 일본의 슈퍼 카미오칸데다. 가지타 다카아키 도쿄대 교수는 슈퍼 카미오칸데에서 검출한 중성미자의 데이터를 분석해 중성미자가 다른 형태로 변하는 중성미자 진동 현상을 일으킨다는 사실을 알아냈다.

이는 곧 중성미자가 질량을 지닌다는 사실을 의미한다. 질량 없이는 다른 형태로 변할 수 없기 때문이다. 그런데 현대물리학의 대표적인 이론인 표준모형은 중성미자의 질량을 인정하지 않는다. 즉, 진동 현상의 발견은 표준모형이 완결적 이론일 수 없음을 증명한 것이다.

이 같은 공로를 인정받아 가지타 다카아키 교수는 캐나다의 서드베리 중성미자 관측소에서 슈퍼 카미오칸데 실험 결과를 뒷받침한 아서 맥도널드 교수와 함께 2015년 노벨 물리학상을 수상했다.

한편, 파벨 체렌코프는 체렌코프 효과의 일반적인 특징을 모두 밝혔으나, 수학적으로는 증명하지 못하고 있었다. 그때 모스크바에 있던 동료 교수 일리야 프란크와 이고리 탐이 체렌코프 효과를 수학적 이론으로 설명하는 데 성공했다.

이에 따라 체렌코프는 체렌코프 효과를 발견한 지 24년 후인 1958년에 프란크 및 탐과 공동으로 노벨 물리학상을 수상했다. 그의 발견은 단순한 관찰이 적절한 연구를 통해 중요한 발견과 과학 연구의 새로운 길을 개척한 좋은 사례 중 하나로 회자되고 있다.

(9172)

체렌코프 효과(Cherenkov effect)와 중성미자 포착

​체렌코프 효과(Cherenkov effect)는 러시아 과학자 체렌코프(Cherenkov,1904 ~1990)가 해석한 것으로, 1934년 발견하고 1958년 노벨물리학상을 수상합니다.

​

매질 속을 빛의 속도보다 빠르게 이동하는 입자(하전입자, 특히 전자)들은 X선, 감마선과 같이 파장이 빠른 빛에너지(전자기파)를 방출합니다. 보통 진공에서는 빛보다 빠를 수 없겠지만, 물 속과 같은 매질에서는 빛의 속도는 진공상태보다 75%내외(0.75c)로 떨어지고, 오히려 에너지가 큰 전자(렙톤)나 진동수가 빠른 중성미자 등이 빛의 속도보다 빠르게 이동합니다. 이때 매질에서는 입자들이 방출하는 에너지에 의해 일종의 푸른 빛을 띠게 됩니다. 이 빛을 체렌코프 방사선(체렌코프광)이라고도 합니다.

​

우라늄 반응로나 사용직후 핵연료봉이 잠겨있는 물속을 보면 ​에메랄드 푸른 빛을 띠며 체렌코프광을 냅니다. 방사능 물질에서 나오는 고속 전자가 빛의 속도보다 빠르게 이동하며 물 분자와 같은 유전체 매질과 충돌하여 특유의 파장을 나타내는 것입니다. 일종의 소닉붐(sonic boom, 물체가 소리의 속도보다 빠를때 발생하는 효과음과 충격파)과 같은 충격 파장으로 판단합니다. 이러한 과정에서 물 속에서 빛의 속도 이상으로 움직이던 입자는 이러한 빛(전자기파)을 방출하며 에너지를 잃고 속도가 저하됩니다.

​

<사진출처 : 체렌코프효과 - 위키백과>

체렌코프 효과는 고속 전자나 고에너지입자(렙톤 중에서 전자, 타우, 뮤온)에 의한 현상일 뿐만아니라 ​직접적으로 포착이 거의 불가능한 중성미자를 탐지하는 방법으로 활용됩니다.

위의 그림처럼 체렌코프 효과로 인해 전자기파는 입자 속도의 예각방향으로 방사됩니다. 왼쪽부터 하전입자가 날아가는데, 이것은 하전입자를 둘러싸고 있는 원자와 분자를 분극시킵니다. 이러한 원자와 분자는 역분극에 의해 전자기파를 방출합니다. 구형파 표면에서 광범위하게 상승시켜 표면의 덮개는 원뿔을 생성합니다. c, t는 체렌코프 방사선의 변위이고, v, t는 이동하는 입자의 변위입니다.

: 하전입자의 속도 v p 는 빛이 물을 통과하는 속도보다 빠르다.

, : 빛은 물 의 굴절률(n) 1.33에 의해 0.75c가 된 다.

: 입자의 속도와 빛의 속도의 비

: 체렌코프광 의 속도

: 시간에 따른 입자의 이동 거리

: 시간에 따른 방출된 체렌코프광의 이동 거리

: 서로(입자와 체렌코프광) 의 이동거리를 나눌때 방사각도

​

중성미자는 진동수가 워낙 빠르고 전하가 중성이어서 다른입자들과 상호작용을 하지않는 원초적인 형태의 입자입니다. 이러한 중성미자를 포착하는 방법으로 감마선이나 다른 우주선(cosmic ray)들이 접근하기 어려운 지하 깊숙한 곳에 중수(重水)로 거대한 물탱크를 만듭니다. 그리고 거의 모든 물질을 그냥 통과해버리는 중성미자가 우연히 중수 속의 수소의 중성자와 충돌하면서 X선과 감마선(전자기파)을 복사합니다. 이때 체렌코프 현상으로 푸른 빛을 내는데, 이 빛을 포착하여 중성미자가 통과했음을 확인할 수 있습니다.

​

순수한 중수(heavy water)를 사용하는 이유는 일반적인 물의 수소에는 중성자가 없지만, 중성자가 있는 중수소(deuterium)의 중수는 일반 물보다 중성자를 잘 흡수하지 않아 연속적인 분열이 가능합니다. 따라서 중성미자가 수소(중수소)의 중성자와 충돌하면서 중성자를 자유중성자로 분해시키고, 자유중성자는 연속적으로 X선과 감마선을 방출하면서 검출기에 포착될 수 있게 됩니다. 또한 중성미자에 의해 중수의 중성자는 양성자로 변환되면서 전자를 방출하는데, 빠르게 움직이는 전자를 통해 체렌코프광을 측정합니다.

​

​

<​중성미자 질량을 포착한 Super-Kamiokande, 수많은 광센서가 체렌코프광을 포착함​>

​

현재 체렌코프 현상을 통해 중성미자를 포착하는 시설로는 슈퍼 카미오칸데(Super-Kamiokande)와 ​남극의 아이스큐브(IceCube)등이 있습니다.

​<그림출처 및 참고문헌 : 광전 증폭관 - 위키백과>

체렌코프광을 검출하는 방법으로 광전 증폭관(Photomultiplier tube) 등이 있습니다. 광전 증폭관은 입사된 광자(빛, 체렌코프광)를 전기 신호로 변환시키는 진공관입니다. 자외선, 가시광선, 적외선 영역에서 매우 민감한 빛의 검출기입니다.

위의 광전 증폭관 그림에서 신틸레이터(Scintillator, 섬광기)는 광전 증폭관을 사용하여 높은 에너지의 빛, 즉 X선이나 감마선을 측정하기 위해 사용되는 검출기의 일종으로, 광전증폭관과는 용도가 다릅니다. 하지만 X선이나 감마선을 측정하는 경우, 신틸레이터를 광전증폭관에 같이 부착하여 사용합니다. 이를 통해 높은 에너지의 광자가 신틸레이터의 형광 물질(다양한 유기 또는 무기물)과 반응하여 가시광선 영역의 광자 다발로 바뀌며, 이를 광전증폭관으로 전달하여 측정합니다.

광전 증폭관(Photo Multiplier Tube: PMT)는 빛을 측정하는 검출기의 한 종류입니다. 일반적으로 포토캐소드(Photocathode, 음극), 다이노드(증배관), 어노드(양극)로 구성되어 있습니다. 포토캐소드는 광전효과를 통해 일정 주파수 이상의 빛을 받으면 전자를 방출하는 장치입니다. 이 광전자는 다이노드를 거치면서 증폭되고 더 많은 전자 다발들이 생성됩니다. 전자들이 어노드에 이르러 외부 장비로 읽을 수 있는 정도의 전류가 만들어지는 원리입니다. 외부 장치를 거치지 않고 바로 신호가 증폭되기 때문에, 매우 약한 빛 신호를 감지하는데 널리 사용됩니다. 보통 광전효과는 가시광선이상의 주파수에 대하여 발생하므로, 그 이하의 주파수의 빛에 대해서는 사용할 수 없습니다. 슈퍼카미오칸데 검출기는 지하 1km에 매장된 11,000개의 광전자 증배관에 둘러싸인 5만 톤의 순수를 채워 사용합니다.

남극의 아이스큐브(ice cube)나 아만다(남극 뮤온 & 뉴트리노 검출기 어레이, AMANDA)도 광전 증폭관을 사용하고 있으며, 얼음 자체가 검출기의 매개체 역할을 합니다. 이후 아만다는 아이스 큐브에 통합되어 일부가 되었고(2005년), 현재 운용중인 아이스 큐브는 완벽하게 투명하고 거품이 없는 고대 얼음의 입방 킬로미터 안에 남극의 깊은 곳에 자리 잡고 있으며, 수천개의 광전자 증배관을 이용하여 중성미자가 얼음이나 물의 원자와 상호작용하는 극히 드문 경우에서 방출되는 체렌코프광을 감지합니다. 뮤온 역시 빠르게 움직이는 뮤온은 투명한 매질, 특히 물이나 얼음을 통과할때 만들어내는 체렌코프 빛의 푸른 섬광을 관찰하면서 감지할 수 있습니다. 중성미자 역시 직접 또는 우주선의 2차 입자 샤워를 통해 생성 및 관측되는데, 이러한 고에너지 중성미자는 에너지가 1015eV이상으로써 LHC의 양성자 충돌에너지의 100배이상의 에너지를 가지기도 합니다.

​

​

So you have finished reading the 체렌코프 현상 topic article, if you find this article useful, please share it. Thank you very much. See more: 임계질량 사고, 체렌코프 현상 빛의 속도, 체르노빌 체렌코프, Cherenkov effect, 임계사고, 방사선, 방사능 초록색, 방사선 피폭 원리