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原子弹爆炸为什么是蘑菇形状？
蘑菇云,蘑菇,空气原子弹爆炸为什么是蘑菇形状？
发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：
上图.广岛的“小男孩”，可以看到顶端气流的影响，它的爆高是600米，蘑菇云高度16千米
“甬道”内的热空气毕竟能量有限，上升到一定程度后便会在冷空气的打压下达到极限，再也无法上升。但这时仍然会形成一个新的回环，遭冷空气影响降温的上升气流会被下方继续上升的气流阻击，双方僵持不下，被卷起的蒸汽、尘土、灰烬也掺和在内，便会形成膨大的蘑菇头。这样，我们看到的“蘑菇云”便形成了。
上图.我国第一颗原子弹
至于蘑菇云的颜色，这与核弹的当量以及爆炸高度、爆炸地点的地面物质有关系，一般来说，原子弹形成的烟云是灰色和深褐色、青色几种，当量越大的核弹，颜色越浅而发白，蘑菇的形状也越均匀。10万吨级以下的原子弹与几十万、上百万吨的氢弹区别非常明显。
上图.我国第一颗氢弹
此外，氢弹的氢元素也是颜色重要的来源，但最大的影响因素还是核弹的爆高，例如我国的核弹爆炸，中学课本上就有图片。第一颗原子弹是在102米的钢架上爆破的，当量两万吨，炸出的是深浓的黑蘑菇。而第一颗氢弹采用的是航空投掷，11000米投弹，3000米高空爆炸，炸出的是肥硕的杏鲍菇。假如它们在地面爆炸的话，依然会是一片灰里吧唧的土色。
怎么样？这就是蘑菇云的奥秘。
回答于 2019-09-11 08:43:50
核爆炸产生磨菇云是大威力爆炸在大气底层开始产生的。只要是足夠大威力的爆炸，加热了空气水汽地面固态物质，形成比空气轻的球形混合物，不透明的烟尘，球形轻而迅速上升变成柱状是磨菇柄，接近地面水平扩散成为根，上升到平流层就是到了大气顶层，空气稀薄不能继续上升，而向四周扩散开来，大气顶层是圆顶伞形的，扩散后就成磨菇菌盖。一朵磨菇菌就形成了，不单纯是核爆炸，只要爆炸比较靠近地面，威力足夠大，能使烟尘上升到平流层就会形成磨菇云。在实验室里用黑火药加一个圆顶锅盖在上面，点燃可形成短时的小磨菇云。
回答于 2019-09-11 08:43:50
不仅仅原子弹爆炸会产生蘑菇云，所有炸弹爆炸后都会产生蘑菇云，只不过原子弹爆炸产生的蘑菇云巨大，震撼力极强。
不同蘑菇云的尺寸
原子弹和氢弹爆炸原理与一般炸弹有天壤之别，基本原理就是爱因斯坦相对论公式E=MC²。由质量直接转化为能量，爆炸前的体积极小，瞬间释放的能力极大。爆炸瞬间形成一个温度高达1亿摄氏度、压强超过万亿帕，密度接近于零的膨胀“空腔”。
核弹：小男孩
随着爆炸释放的大量热量把周围空气加热，使得“空腔”周围空气体积密度变小。冷空气浮力成为主要的向上推动力量，热球裹胁着水汽、尘埃、压缩气体快速上升，形成“蘑菇柱”（也称为“蘑菇梗”）。
随着能量的释放，热球体积迅速增大，与周围的冷空气逐步混合。当上升到一定高度后，热球重力与空气浮力相近时，热球不再继续上升。此时，热球仍然比周边空中温度高很多，热量向四周释放。受到横向膨胀力与纵向重力的牵扯，下降气流又会撞上后面的上升气流，导致热球在翻滚中进一步扩散，形成了“蘑菇顶”。
核武器在太空爆炸不会形成蘑菇云，而是一个四处均匀扩散的球体。137亿年前的宇宙诞生之时，质量无限大，体积无限小的“奇点”发生爆炸。宇宙大爆炸类似于核爆炸，这个爆炸现在还在持续，宇宙中所有的一切不过都是“奇点”爆炸的尘埃。可以这么说，我们的一切来自于一次“核爆炸”。
回答于 2019-09-11 08:43:50
蘑菇云的产生跟爆炸当量和爆炸方式有关，只要爆炸当量达到了一定的程度，以及满足了起爆条件（重力环境，非高空或者地下爆炸），即使是一些非核武器，在爆炸瞬间也是可以产生蘑菇云的，比如大家听的比较多的温压弹。蘑菇云除了可以通过人造之外，大自然中的一些剧烈能量释放同样可以产生巨大的天然蘑菇状烟云，比如猛烈的撞击（小行星）和火山爆发，下图就是位于美国阿拉斯加州南部的里道特火山(Mount Redoubt)在1990年爆发时产生的巨大蘑菇云：
▲火山爆发产生的蘑菇云
那么，为什么发生大当量爆炸的时候就会产生蘑菇状的烟云呢？这个跟不同密度的流体（空气也是一种流体）之间出现瑞利－泰勒不稳定性有关，至于什么是流体间的瑞利－泰勒不稳定性？它指的是：在重力环境中，当低密度的流体支撑（或者加速）高密度的流体时，在流体界面出现的扰动不稳定现象，使得流体界面无法保持稳定，两种密度的流体间互相侵入，从而出现湍流混合的一种过程，这就是流体间的瑞利-泰勒不稳定性。
▲核爆产生的蘑菇云
所以，当原子弹爆炸（或者其他的大当量常规武器爆炸）的时候，会出现以下这个过程：
1、爆心附近的空气被瞬间加热，体积膨胀，密度变小；
2、热空气（低密度流体）上升，与上面的冷空气（高密度流体）相遇后出现瑞利－泰勒不稳定性现象；
3、热空气上升受阻，冷空气下降受阻，两者间互相侵入混合，出现湍流，冷空气像四周扩散并下降；
4、爆心附近出现真空，导致附近低空冷空气回流，被加热上升，从而产生气流拖住上方的云团，也就是蘑菇云的“茎”；
5、顶端的冷、热空气交汇形成涡环，当之间达到一个平衡状态时则会停止上升，最终形成蘑菇的顶盖形状。
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