Kernenergie ist nicht 100 % sauber, aber sie erzeugt enorme Energiemengen und verursacht dabei weitaus weniger direkte Umweltverschmutzung als fossile Brennstoffe. Dies könnte ein wichtiges Instrument zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen sein, birgt jedoch große Risiken, die durch die schlimmsten Nuklearkatastrophen aller Zeiten deutlich werden, und führt zur Entstehung von Atommüll. Was es noch gefährlicher macht, ist das seltsame blaue Licht, das man oft auf Fotos von Kernreaktoren sieht, und seine Quelle ist faszinierend.
Dieses blaue Licht wird Cherenkov-Strahlung genannt und entsteht durch Protonen und Elektronen (elektrisch geladene Teilchen), die sich in Wasser oder anderen klaren Substanzen schneller als Licht bewegen. Objekte können sich im Vakuum im Allgemeinen nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen, aber Licht bewegt sich im Wasser tatsächlich etwa 25 % langsamer, sodass geladene Teilchen es überholen können. Dadurch werden die Wassermoleküle gestört und es werden Photonen oder Lichtteilchen freigesetzt, die das blaue Leuchten erzeugen, das Wissenschaftler mit einem Überschallknall vergleichen, der eher aus Licht als aus Schall besteht.
Die für das menschliche Auge blau erscheinende Tscherenkow-Strahlung hängt mit der Funktion von Photonen zusammen. Sie sind elektromagnetische Teilchen, das heißt, sie bewegen sich in Wellen. Die hohe Frequenz und kurze Wellenlänge der von der Tscherenkow-Strahlung emittierten Photonen lassen sie für unsere Augen blau oder violett erscheinen.
Wofür wird Tscherenkow-Strahlung verwendet?
Tscherenkow-Strahlung ist mehr als ein ästhetischer Trick. Es gibt tatsächlich verschiedene Einsatzmöglichkeiten, die von biomedizinischen Anwendungen bis zur Durchsetzung der Nuklearpolitik reichen. Die Internationale Atomenergiebehörde verlangt von Regierungen, Zugang zu ihren Nuklearanlagen zu gewähren und Informationen darüber offenzulegen, einschließlich deren Standort, Menge und Verwendungszweck. Mithilfe von Geräten zur Messung des emittierten Lichts kann die Behörde die Menge der in einem Gewässer vorhandenen Tscherenkow-Strahlung bestimmen und diese mit der vom Land gemeldeten Verwendung abgebrannter Kernbrennstoffe vergleichen, um die Einhaltung der Vorschriften zu überprüfen.
Cherenkov-Strahlung entsteht, wenn sich Patienten einer Strahlentherapie unterziehen, einer häufigen Krebsbehandlung. Dies bedeutet, dass Ärzte es für die medizinische Bildgebung nutzen und so die Strahlungsmenge im Körper messen können. Dies hilft nicht nur bei der Steuerung der Dosierung, sondern liefert auch wertvolle Informationen über den Tumor, die Ärzte zur Anpassung der Behandlung nutzen können. Darüber hinaus wird Tscherenkow-Strahlung auch für Experimente in Bereichen wie der Astrophysik und der Teilchenphysik genutzt.