チェレンコフ放射

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TRIGA原子炉内で観測されたチェレンコフ放射の例

チェレンコフ放射（ちぇれんこふほうしゃ、Cherenkov radiation）とは、荷電粒子が物質中を運動する時、荷電粒子の速度がその物質中の光速度よりも速い場合に光が出る現象。チェレンコフ効果ともいう。このとき出る光をチェレンコフ光、または、チェレンコフ放射光と言う。

荷電粒子が物質中を運動する時、荷電粒子の速度( $v$ )が、物質中の光速度（ $=\frac{c}{n}$ ただし、 $c$ は真空中の光速度、 $n$ は物質の屈折率）よりも速い場合、光が出る。光は、荷電粒子の進行方向に対して放射角 $θ$ （ただし $\cos{\theta}=\frac{c}{nv}$ ）で出る。当該物質中の周りの原子が分極し、荷電粒子通過後にその分極が解かれることにより発光が起こる。

この現象は、1934年にパーヴェル・チェレンコフにより発見され、チェレンコフ放射と名付けられた。その後、イリヤ・フランクとイゴール・タムにより、その発生原理が解明された。これらの功績により、この3名は1958年のノーベル物理学賞を受けた。

チェレンコフ光の例としては、原子力発電所の燃料が入ったプールの中で見える青白い光がある。東海村JCO臨界事故で「青白い光を見た」と作業員が言ったので、臨界事故の確認がとれた。

水の屈折率は約1.33、真空中の光速度は約30万km/sであるから、水中での光速度は約22.6万km/sとなる。荷電粒子がこの速度以上で水中を運動すればチェレンコフ光が出ることになる、

小柴昌俊によるカミオカンデやスーパーカミオカンデなどでは、円すい状に広がるチェレンコフ光を捕らえることにより様々な研究を行う。そのチェレンコフ光がニュートリノにより散乱された電子により発生したのであれば、チェレンコフ光の観測結果から電子の運動方向や速度が分かり、それらからニュートリノの飛来方向などを計算することができ、ニュートリノが観測できる。