Qué es la radiación Cherenkov
La radiación Cherenkov es un tipo de energía visible para el ojo humano. Se percibe como un brillo azul que se produce cuando las partículas con carga eléctrica que componen los átomos (electrones y protones) superan la velocidad de la luz en determinados medios. Debe su nombre a Pavel Cherenkov, quien compartió el Premio Nobel de Física de 1958 con Ilya Frank e Igor Tamm, por haber sido los primeros en demostrar experimentalmente este resplandor azul y explicarlo.
¿Es posible superar la velocidad de la luz?
Si bien es cierto que no es posible superar la velocidad de la luz en el vacío, en otros medios algunas partículas sí pueden lograrlo. Por ejemplo, en el agua, la luz se desacelera de inmediato y solo alcanza el 75 % de su velocidad habitual, mientras que otras partículas no sufren una ralentización tan pronunciada y terminan superando a la luz. Cuando esto ocurre se produce un brillo azul o violeta.
Esta foto muestra el núcleo del reactor de investigación RECH-1 en Chile, con su característico brillo azulado. La radiación Cherenkov puede observarse en el agua que rodea el combustible de los reactores nucleares. Esa agua contiene partículas con carga eléctrica que viajan a altas velocidades como consecuencia de la reacción que ocurre dentro del reactor. (Fotografía: E. Vargas /Comisión Chilena de Energía Nuclear)
Cuando las partículas con carga superan la velocidad de la luz en un medio como el agua, perturban el equilibrio energético de los átomos que se cruzan en su camino. En un intento por estabilizarse, los átomos emiten “fotones” (partículas de luz), lo que crea una onda de choque que percibimos como un brillo azul. Se trata de un fenómeno similar a la onda de choque que escuchamos cuando un objeto supera la velocidad del sonido.
Los diferentes colores que percibe el ojo humano son diferentes tipos de ondas compuestas por fotones. Debido a las intensas energías presentes durante la radiación Cherenkov, los fotones viajan en ondas de alta frecuencia y corta longitud, típicas de los colores violeta y azul. Cuanto más elevada sea la frecuencia y más corta sea la longitud de onda, el color azul o violeta será más intenso para el ojo humano. Los seres humanos no podemos percibir las ondas ultravioletas a simple vista, pero podemos medirlas con instrumentos especializados.
Cuanto más elevada sea la frecuencia y más corta sea la longitud de onda, el color azul o violeta será más intenso para el ojo humano. (Infografía: A.Vargas/OIEA)
La radiación Cherenkov que se produce en el agua se emite dentro un espectro amplio pero continuo. La mayoría de su luz se ubica en la región azul, violeta y ultravioleta del espectro electromagnético. (Infografía: A.Vargas/OIEA)
Algunas aplicaciones de la radiación Cherenkov
La radiación Cherenkov ocurre habitualmente en el agua que rodea los materiales radiactivos, un subproducto de los materiales nucleares que puede utilizase tanto con fines pacíficos (como la producción de energía) como para la creación de armas nucleares.
El mandato del OIEA incluye verificar que las instalaciones y los materiales nucleares se empleen con fines pacíficos. En virtud de sus acuerdos de salvaguardias, los Estados declaran al OIEA la ubicación, la cantidad, la composición química, la presentación física y el uso del material nuclear, y el OIEA verifica que esa información sea completa y veraz.
Mediante equipos especializados que miden la luz emitida, como el dispositivo de observación de la radiación Cherenkov de próxima generación o el dispositivo digital de observación de la radiación Cherenkov, los inspectores de salvaguardias analizan el material nuclear presente en las instalaciones nucleares y otras ubicaciones y comparan esos datos con la información proporcionada por el Estado. Por ejemplo, pueden medir la radiación Cherenkov emitida en las piscinas en las que se almacena el combustible gastado de los reactores nucleares, corroborar o refutar los datos proporcionados por el Estado, y percatarse del incumplimiento de obligaciones de uso pacífico de material nuclear.
Piscina de combustible gastado. (Fotografía: D. Calma/OIEA)
- El OIEA verifica que los Estados cumplan sus obligaciones jurídicas internacionales relativas a los usos pacíficos de la tecnología y los materiales nucleares. Su labor de verificación independiente convierte al OIEA en un actor clave para evitar la proliferación de las armas nucleares.
- Las salvaguardias del OIEA son un componente esencial del sistema de seguridad internacional. El Tratado sobre la No Proliferación de las Armas Nucleares es la piedra angular de las iniciativas de no proliferación. En virtud de su artículo III, cada Estado no poseedor de armas nucleares deberá concluir un acuerdo de salvaguardias totales con el Organismo.
- El ámbito de la tecnología nuclear avanza día a día. La cantidad de material nuclear y el número de instalaciones nucleares que se rigen por las salvaguardias del OIEA va en aumento [1].
La radiación de Cherenkov se puede usar para detectar partículas cargadas de alta energía (especialmente partículas beta). En los reactores nucleares o en un grupo de combustible nuclear gastado, las partículas beta (electrones de alta energía) se liberan a medida que los fragmentos de fisión se descomponen. El brillo también es visible después de que la reacción en cadena se detiene (en el reactor). La radiación cherenkov puede caracterizar la radiactividad restante del combustible nuclear gastado, por lo tanto, se puede utilizar para medir el consumo de combustible [2].
[1] https://www.iaea.org/es/newscenter/news/que-es-la-radiacion-cherenkov
[2] https://www.radiation-dosimetry.org/es/que-es-la-radiacion-de-cherenkov-definicion/#:~:text=La%20radiaci%C3%B3n%20cherenkov%20es%20radiaci%C3%B3n%20electromagn%C3%A9tica%20emitida%20cuando,que%20la%20velocidad%20de%20las%20ondas%20de%20agua.¿Qué es la radiación de Cherenkov? Definición (radiation-dosimetry.org)
