为什么核弹爆炸会产生蘑菇云？又是什么决定了蘑菇云的形状？

1964年10月16日，这是中国扬眉吐气的一天，因为中国第一枚原子弹在新疆罗布泊试爆成功。

以当时的中国能够制造出原子弹并成功试爆，确实是一件非常不容易的事，也难怪这枚原子弹会被称作“争气弹”。

如果不去切身体会原子弹的威力和辐射，那么它最显著的一个特点就是上升的蘑菇云。这就引出一个有趣的问题，核爆炸后，是什么过程决定了蘑菇云的奇怪形状呢？

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）。

?核爆火球如何产生蘑菇云

虽然所有的原子弹都会产生“蘑菇帽”和“蘑菇茎”，但真正巨大扁平的云（真正像蘑菇的云）只能来自热核武器(或者说氢弹)引起的高强度爆炸。

因为这需要足够的能量来上升高度，普通的炸弹，甚至是核裂变炸弹都不足以达到特别的高度。

人类目前引爆的最强核弹是沙皇炸弹，这是一枚氢弹，当它在新地岛试爆时，产生的蘑菇云上升到地表上空67公里处，这已经穿过对流层和平流层了。

普通氢弹产生的火球只能撞击到对流层顶，也就是对流层和平流层的边界。在对流层顶有一个强烈的温度梯度，这阻止了两层大气的混合。

火球的“热泡”最初膨胀并上升，当气泡从海平面上升到对流层顶时，它的温度已不足以突破对流层边界。

句话说，“气泡”遇到的物质能量比它大，所以它不再具有浮力。所以火球不能再向上膨胀，它开始向四周膨胀成一个夸张的蘑菇帽。

同样的情况也发生在巨大的夏季雷雨云上升到对流层顶时，形成一个扁平的铁砧形状。

图为：中国原子弹试爆成功老照片

最后

其实核武器最恐怖的不是它们的放射性物质，或者爆炸时产生的冲击波和光辐射，真正可怕的是上升的蘑菇云。

如果全世界的核武器同时引爆，上升的蘑菇云足以包围整个地球2000年（数据来源互联网不曾考证），到时核冬天就会到来，地球上的所有海洋都将冻结，这是才是到时生物大灭绝的?原因。

最好那一天不要到来，如果真的到来，文明将不复存在。