當炸彈爆炸時,能量會在各個方向不加區分。因此,為什麼核爆炸會導致蘑菇雲?
儘管能源的爆發確實確實形成了熱空氣領域,但這只是故事的開始,據加利福尼亞州勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory)的計算工程研究人員凱蒂·倫德奎斯特(Katie Lundquist)表示。因為熱空氣上升,中間列中的大部分球較大 - 其中的核心蘋果會 - 經歷比邊緣更多的浮力。
Lundquist說:“球形形狀的方式,中間有低密度流體的最大圓柱,因此會升起最快。” (儘管在白話英語中,我們傾向於互換使用“液體”和“液體”,但“流體”一詞可以指液體或氣體;兩者都缺乏固定形狀,能夠流動,並且可以用相同的數學方程式來描述,根據Lundematical方程的說法)
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儘管整個球體上升了,但由於該中間的柱子以更大的緊迫性提升,因此球體外部的涼爽空氣開始“衝入正在上升的氣泡下方”,Lundquist告訴Live Science。
這會導致升起的氣泡變成圓環或甜甜圈形狀。而且,由於熱空氣分子以其能量的狀態迅速四處移動,以高速射擊,因此它們最終在彼此之間產生瞭如此之多的空間,以至於它們形成了幾乎真空。 Lundquist說:“這件材料被吸入了正在向上推的真空吸引,因此在底部的圓環內形成了蘑菇雲。”這款噴氣噴射會吸收污垢和碎屑,即使它進入蘑菇蓋,也形成了蘑菇的莖。
在戰時和科學實驗中掉落的核彈表明蘑菇雲在地球上可能形成,但是在太空中呢?如果月亮是核的,會發生蘑菇雲嗎?倫德奎斯特說答案是“否”。
她說:“您需要一種氣氛,這樣他們就可以擁有那種流體材料。” “這不會在真空中發生。”月亮的無空環境將無法將最初的球體變成圓環,而且空氣密度沒有差異來吸收材料的支柱以生長雲。
就像有不同種類的蘑菇一樣,也有多種蘑菇雲。根據炸彈的爆炸產量及其脫落的高度,所產生的蘑菇雲將具有不同的特徵。像發生的爆炸一樣廣島和長崎,日本在第二次世界大戰的結局中有兩個主要部分。一部分包括上面的白雲浪潮,由炸彈本身的汽化產品製成,並從周圍空氣中凝結了水。另一部分是棕色材料和碎屑從地面伸展的莖。但是,正如您在下面的照片中看到的那樣,這兩個並沒有完全聯繫。
倫德奎斯特說:“有一個非常獨特的白雲,然後是棕色。”這些雲層上的帽子和莖沒有相遇,因為炸彈被高高引爆,地上近2,000英尺(610米)。儘管他們造成了毀滅性的損害,但與後來製造的武器相比,它們的損壞卻很弱,以約20千噸或以下的力量爆炸,根據美國能源部。 (在另一端,蘇聯的炸彈產量為50,000千萬的TNT。
Lundquist說,在靠近地面更牢固和/或爆炸的經過測試的核彈中,莖和帽融合到了經典的蘑菇曲線中。
倫德奎斯特(Lundquist)和她的實驗室同事研究了這些影響,因此,在發生核危機時,他們將能夠“知道放射線顆粒在哪裡正確預測後果,然後就可以保護公共衛生的後果管理提供指導。”
而威脅核世界末日是現實的,世界上庫中的武庫中包含近10,000枚核彈,低於1980年代的60,000多枚根據原子科學家的公告。
最初發表在現場科學上。