当炸弹爆炸时,能量会在各个方向不加区分。因此,为什么核爆炸会导致蘑菇云?
尽管能源的爆发确实确实形成了热空气领域,但这只是故事的开始,据加利福尼亚州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)的计算工程研究人员凯蒂·伦德奎斯特(Katie Lundquist)表示。因为热空气上升,中间列中的大部分球较大 - 其中的核心苹果会 - 经历比边缘更多的浮力。
Lundquist说:“球形形状的方式,中间有低密度流体的最大圆柱,因此会升起最快。” (尽管在白话英语中,我们倾向于互换使用“液体”和“液体”,但“流体”一词可以指液体或气体;两者都缺乏固定形状,能够流动,并且可以用相同的数学方程式来描述,根据Lundematical方程的说法)
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尽管整个球体上升了,但由于该中间的柱子以更大的紧迫性提升,因此球体外部的凉爽空气开始“冲入正在上升的气泡下方”,Lundquist告诉Live Science。
这会导致升起的气泡变成圆环或甜甜圈形状。而且,由于热空气分子以其能量的状态迅速四处移动,以高速射击,因此它们最终在彼此之间产生了如此之多的空间,以至于它们形成了几乎真空。 Lundquist说:“这件材料被吸入了正在向上推的真空吸引,因此在底部的圆环内形成了蘑菇云。”这款喷气喷射会吸收污垢和碎屑,即使它进入蘑菇盖,也形成了蘑菇的茎。
在战时和科学实验中掉落的核弹表明蘑菇云在地球上可能形成,但是在太空中呢?如果月亮是核的,会发生蘑菇云吗?伦德奎斯特说答案是“否”。
她说:“您需要一种气氛,以便他们可以拥有这种流体材料。” “这不会在真空中发生。”月亮的无空环境将无法将最初的球体变成圆环,而且空气密度没有差异来吸收材料的支柱以生长云。
就像有不同种类的蘑菇一样,也有多种蘑菇云。根据炸弹的爆炸产量及其脱落的高度,所产生的蘑菇云将具有不同的特征。像发生的爆炸一样广岛和长崎,日本在第二次世界大战的结局中有两个主要部分。一部分包括上面的白云浪潮,由炸弹本身的汽化产品制成,并从周围空气中凝结了水。另一部分是棕色材料和碎屑从地面伸展的茎。但是,正如您在下面的照片中看到的那样,这两个并没有完全联系。
伦德奎斯特说:“有一个非常独特的白云,然后是棕色。”这些云层上的帽子和茎没有相遇,因为炸弹被高高引爆,地上近2,000英尺(610米)。尽管他们造成了毁灭性的损害,但与后来制造的武器相比,它们的损坏却很弱,以约20千吨或以下的力量爆炸,根据美国能源部。 (在另一端,苏联的炸弹产量为50,000千万的TNT。
Lundquist说,在靠近地面更牢固和/或爆炸的经过测试的核弹中,茎和帽融合到了经典的蘑菇曲线中。
伦德奎斯特(Lundquist)和她的实验室同事研究了这些影响,因此,在发生核危机时,他们将能够“知道放射线颗粒在哪里正确预测后果,然后就可以保护公共卫生的后果管理提供指导。”
而威胁核世界末日是现实的,世界上库中的武库中包含近10,000枚核弹,低于1980年代的60,000多枚根据原子科学家的公告。
最初发表在现场科学上。