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綻放的死亡之花——核爆炸為什麽壹定會產生蘑菇狀雲團?

作為人類有史以來制造過的破壞性最強的大殺器,原子彈這類核武器有壹個最典型的外在特征,那就是爆炸後形成的巨大蘑菇雲,學名叫蕈(xùn)狀雲。蘑菇雲的產生其實涉及的知識相對簡單,原子彈在爆炸瞬間會形成壹個幾千萬攝氏度,甚至上億度的巨大火球,同時向周圍釋放出高能輻射,以原子彈爆炸投影點為中心,半徑數千米內的空氣、土層、石頭都會被氣化成氣體,這些高溫氣體因為受熱膨脹,密度要小於周圍空氣,再加上爆炸後的向上沖擊力,這些氣體就會被托舉上升,形成壹個筆直的中心上升雲柱。

由於高度每上升100米,溫度下降0.6℃,這些上升的氣體混合物在到達數千米的高空後會逐漸冷卻並且上升速度變慢,在被上層固有雲團阻擋後,這些氣體受阻後無法上升,因此只能被迫向四周擴散,導致雲柱頂端越來越大,逐漸形成壹個底部小,上頭大的蘑菇狀雛形。

在這個雛形形成過程中,另壹個因素則加劇了蘑菇雲雛形的成長!在原子彈爆炸中心,由於爆炸沖擊和強烈燃燒作用,這裏短時間內會形成壹個近似真空的狀態,這個真空由於壓力遠遠小於周圍的大氣壓,因此會產生強大的抽離作用,將周圍的空氣和各種雜物源源不斷的往天空輸送,最終促使上方核爆雲層不斷變大,變粗,最終形成範圍幾十乃至於幾百公裏的龐大蘑菇雲!

蘑菇雲雖然好看,但是卻殺機四伏!因為不管是爆炸初期上升的氣體混合物還是後期周圍抽離補給的氣團,其中大量的物質都遭受了嚴重的核輻射,而所謂的蘑菇雲其實就是壹個聚集了海量輻射塵埃的移動定時炸彈。這些雲團壹旦遭遇冷空氣,就會冷凝成水滴,最後以降雨的方式重新回到地面,被輻射雨洗刷過的地面就將遭受二次核汙染,最後變成輻射重災區!由於雲團隨風飄動,進入大氣環流後,移動距離可達上千公裏,因此即使核爆炸在人煙稀少地區,最後也可能會導致距離遙遠的人口密集區遭受不同程度的核汙染!

1986年,前蘇聯加盟國烏克蘭普裏皮亞季地區的切爾諾貝利核電廠發生劇烈爆炸,大量輻射物質被噴射至高空雲層,這些雲層隨著大氣環流四處遊走,最後以降雨的形式落回地面,這不僅汙染了鄰近的烏克蘭、俄羅斯、白俄羅斯廣大地區,甚至連幾千公裏之外的希臘、法國、瑞典甚至是英吉利海峽對岸的英國南部地區都遭受了嚴重核汙染!所以說蘑菇雲雖美,但卻是綻放的死亡之花!

除了核爆炸之外,威力強大的常規爆炸、火山噴發、隕石撞擊,乃至於星體之間的互懟都可能會產生蘑菇雲,原理基本都是大量熱氣流短時間內高速上升所致。人類目前觀察到的最大的蘑菇雲來自於1994年7月17日的太空,當時直徑達到5公裏以上的蘇梅克-列維九號彗星被木星引力捕捉,最終以每小時21萬公裏的速度撞擊木星大氣層,產生的能量超過6萬億噸TNT爆炸(人類現有核武器總量的壹千倍以上)!當時形成的蘑菇雲高達500公裏,直徑達到數千公裏,而前蘇聯威力最大的沙皇炸彈(500萬噸TNT當量)爆炸時,蘑菇雲也不過64公裏高,40公裏寬而已!