Qu’est-ce que le rayonnement de Tcherenkov ?

Le rayonnement de Tcherenkov est une forme d’énergie que nous percevons comme une lumière bleue. Il se produit lorsque les électrons et les protons, particules chargées électriquement qui composent les atomes, se déplacent plus vite que la lumière dans un milieu spécifique. Il doit son nom à Pavel Tcherenkov, co-lauréat du prix Nobel de physique de 1958 avec Ilya Frank et Igor Tamm, pour avoir été le premier à démontrer et à expliquer ce phénomène.

Dans le vide, rien ne se déplace plus vite que la lumière. Dans d’autres milieux, certaines particules peuvent être plus rapides. Par exemple, dans l’eau, la lumière perd un quart de sa vitesse, alors que d’autres particules ne ralentissent pas autant et finissent donc par la dépasser. Chaque fois que ce phénomène se produit, une lumière bleue ou violette apparaît.

Lorsque des particules chargées se déplacent plus vite que la lumière dans un milieu comme l’eau, elles perturbent l’équilibre énergétique des atomes qui se trouvent sur leur chemin. Pour rétablir cet équilibre, les atomes libèrent des photons, particules qui composent la lumière visible, et créent une « onde de choc » lumineuse.

C’est le même principe que celui de la détonation supersonique qui retentit lorsque des mouvements plus rapides que le son se produisent.

Les différentes couleurs que les yeux perçoivent sont en réalité différents types d’ondes composées de photons.

Dans le rayonnement de Tcherenkov, les hautes énergies poussent les photons à se déplacer sous forme d’ondes courtes de haute fréquence – ces mêmes ondes que l’on retrouve dans la couleur violette et la couleur bleue. Plus la fréquence est élevée, plus l’onde est courte, et plus la lumière apparaît bleue ou violette. Le rayonnement ultraviolet n’est pas visible à l’œil nu mais peut être observé à l’aide d’outils spécifiques de mesure du rayonnement de Tcherenkov.

Le rayonnement de Tcherenkov se produit généralement lorsque des matières radioactives sont plongées dans l’eau. Les matières nucléaires qui composent les matières radioactives peuvent être utilisées à des fins pacifiques (comme la production d’énergie), mais également pour la fabrication d’armes nucléaires.

Le mandat de l’AIEA consiste notamment à s’assurer que les matières et installations nucléaires sont utilisées à des fins pacifiques. Les États communiquent à l’AIEA l’emplacement, la quantité, la composition chimique, la forme physique et l’utilisation des matières nucléaires en leur possession, conformément à leurs accords de garanties, et l’AIEA s’assure que les informations fournies sont complètes et correctes.

Le matériel spécialisé, tel que les dispositifs d’observation de l’effet Tcherenkov de la prochaine génération (XCVD) ou les dispositifs numériques d’observation de l’effet Tcherenkov (DCVD), qui captent la lumière émise, permet aux inspecteurs des garanties d’analyser les matières nucléaires dans les installations nucléaires et ailleurs et de comparer ces données aux informations fournies par les États. Par exemple, les inspecteurs peuvent mesurer le rayonnement de Tcherenkov dans les bassins d’entreposage du combustible usé des réacteurs nucléaires et déterminer si l’État a déclaré la quantité exacte. Ils peuvent ainsi vérifier si une partie des matières nucléaires du combustible nucléaire usé a été détournée des utilisations pacifiques.

Pour en savoir plus sur les techniques et le matériel utilisés dans le cadre des garanties nucléaires, cliquez ici.

• Grâce à une série de mesures techniques appelées « garanties », l’AIEA vérifie que les États respectent leurs obligations juridiques internationales et n’utilisent les matières et la technologie nucléaires qu’à des fins pacifiques. Ce travail de vérification indépendante permet à l’Agence de jouer un rôle indispensable dans la prévention de la prolifération des armes nucléaires.
• Les garanties de l’AIEA sont une composante essentielle du système international de sécurité. Le Traité sur la non-prolifération des armes nucléaires (TNP), pierre angulaire des efforts mondiaux de prévention de la prolifération des armes nucléaires, dispose en son article 3 que tout État non doté d’armes nucléaires doit conclure un accord de garanties généralisées avec l’AIEA. 
• La technologie nucléaire est en constante évolution. Les quantités de matières nucléaires et le nombre d’installations nucléaires soumises aux garanties de l’AIEA ne cessent d’augmenter. Pour en savoir plus sur les faits marquants concernant les garanties de l’AIEA en 2021, cliquez ici.