为什么核弹爆炸是蘑菇云

为什么核弹爆炸是蘑菇云的形状

为什么核弹爆炸是蘑菇云的样子?自从第二次世界大战，美国在日本投下两颗原子弹开始，蘑菇云就成了描述核弹爆炸场景的标志性元素。从那之后，许多影视作品都会以蘑菇云这个意象来指代核爆。

为什么核弹爆炸是蘑菇云

事实上，当炸弹爆炸时，产生的能量会不分青红皂白地向四面八方射出，不管是什么类型的核弹都一样。

那么，为什么核弹爆炸会导致蘑菇云的出现，而不是一团不断扩大的炽热火球呢?

对此，科学家们表示，尽管在核弹爆炸的最初，爆发的能量确实形成了一个灼热的空气泡，就像所有其他炸弹一样。但这只是故事的开始。

由于热空气会向上升，所以这个灼热空气泡的中心位置会比边缘承受更大的浮力，因此上升速度也最快。

想象一下妈妈在家里用烤箱做好吃的纸杯蛋糕的情景，是不是蛋糕的中间部分要比边缘部分膨胀得更快，凸起得更高?就是因为这个道理。

这样一来，尽管整个热空气泡都处于上升状态，但由于球体中间部分速度更快，在下方形成了低气压区域。于是，球体外部较冷的空气开始冲入正在上升的气泡下方。

因为空气流动的作用，上升中的热气泡逐渐扭曲成圆环形，远远看去就像是蘑菇的伞盖。

而且由于热空气分子在带电状态下快速移动，以超高的速度相互碰撞，最终在气泡中心下方形成了一个近乎真空的状态。地面上因爆炸产生的灰尘和碎屑被不断吸入真空区域并向上推动云团。这种吸入灰尘和碎屑的喷射流就形成了蘑菇的茎，这就是我们看到的蘑菇云的由来。

其他爆炸也能产生蘑菇云

在我们的常识里，看到上升的蘑菇云就会联想到原子弹爆炸的场景，事实证明，我们的常识有时候不太可靠。

原子弹确实会产生可怕的蘑菇云，但是绝对不是唯一能产生蘑菇云的爆炸，通常情况下，我们不太可能亲眼看到大型炸弹爆炸，所以大部分人潜意识里都认为只有原子弹才会产生蘑菇云。

其实，化学炸药的大型爆炸也会产生同样的效果，换句话说，蘑菇云的形成并不取决于核反应或核成分。

当爆炸产生一个以爆炸点为中心非常热的“气泡”时，而当这个热度达到某个临界点时，就会形成“蘑菇云”。

这和什么反应产生的爆炸没有关系，只取决于爆炸释放的能量。

在核爆炸的情况下，核反应释放出的x射线，电离和加热周围的空气。我们平时用慢镜头看到的核爆现象都会产生一个巨大的“气泡”，在核爆中一般被称作火球。

我们知道，热空气具有浮力，所以它会迅速上升和膨胀。上升的“云”产生强大的上升气流，吸收灰尘，形成蘑菇云的茎。

想象一下你往两张纸中间吹气的情景，两张纸会同时被 “吸”进去，这是因为气体的流失，导致压强下降，在核反应的上升气流中也有相同的情况。

另外，如果你欣赏一部关于核爆炸的电影，你会看到许多被携带的物质向外旋转，这种现象发生在火球和邻近冷空气的界面上。

从核爆试验的录像中，我们可以看到也确实如此，火球向外延伸。

这是因为火球的中心部分是最热的，当它与外部空气相互作用时会产生翻滚运动，这种现象被称为开尔文-亥姆霍兹不稳定性(Kelvin–Helmholtz instability)。

为什么核爆炸会导致蘑菇云，而不是不断扩大的火球?

研究人员表示，尽管能量爆发最初确实形成了一个热空气球体，但这仅仅只是一个开始，由于热空气上升，中间柱中较大的球体，比边缘承受更大的浮力。

“按照球体的形状，中间有最大的低密度流体柱，因此上升最快，”就像在烤箱中上升的纸杯蛋糕的中间一样。

虽然整个球体都在上升，但由于这个中间柱以更大的速度升高，球体外较冷的空气开始“冲入正在上升的球体下方”。

这会导致上升的球体扭曲成圆环或甜甜圈形状。而且由于热空气分子在带电状态下快速移动，以高速相互弹跳，最终在它们之间形成了超大空间，以致于形成近乎真空的状态。

当物质射流被吸入真空并向上推，从而形成顶部的蘑菇云和底部环面内较平坦的区域。 这种吸入灰尘和碎屑的喷射流形成了蘑菇的茎，即使它进入蘑菇盖也是如此。