핵 폭발이 왜 버섯 구름을 생성합니까?

핵/원자 폭발은 폭발 폭탄이 갑자기 많은 열을 빠르게 방출하기 때문에 버섯 구름을 만듭니다. 이는 냉각기 주변 공기와 상호 작용하여 밀도가 낮습니다. 거대한 불 덩어리는 매우 뜨겁고 공중에서 빠르게 상승하여 진공 상태를 만들어 주변 공기에 빠르게 채워서 그 과정에서 버섯 구름이 생깁니다.

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핵/원자 폭발은 폭발 폭탄이 갑자기 많은 열을 빠르게 방출하기 때문에 버섯 구름을 만듭니다. 이는 냉각기 주변 공기와 상호 작용하여 밀도가 낮습니다. 거대한 불 덩어리는 매우 뜨겁고 공중에서 빠르게 상승하여 진공 상태를 만들어 주변 공기에 빠르게 채워서 그 과정에서 버섯 구름이 생깁니다.

인터넷에서 핵 폭발의 사진을 찾은 적이 있다면 폭발의 유형이나 어디에서 발생하는지에 관계없이 모두 하늘에 '버섯 구름'을 형성하는 것처럼 보입니다.

사진 크레디트 :Razvan Ionut Dragomirescu / Shutterstock

핵 폭발의 주목할만한 측면 중 하나는 규칙적인 폭발, 즉 다이너마이트, 수류탄, 미사일 등으로 인한 것과 현저하게 다르다는 것입니다. 왜 핵 폭발이 하늘에서 극적이고 일관된 형성을 유발합니까?

버섯 구름이란 무엇입니까?

버섯 구름은 상징적 인 버섯 모양의 연기/잔해 구름으로, 매우 큰 폭발로 하늘에서 형성됩니다. 일반적으로 핵 폭발과 관련이 있지만, 화산, 산불, 충격 사건 (천문 물체 사이의 대규모 충돌) 또는 특히 강력한 폭발 (진공 폭탄으로 인한 강력한 폭발)과 같은 열이 빠르게 방출되는 모든 사건에 따라 버섯 구름을 형성 할 수 있습니다.

왜 핵 폭발이 버섯 구름을 일으키는가?

특히 강력한 폭발은 갑자기 많은 열이 방출됩니다. 이 열은 주변 공기와 상호 작용하여 더 뜨겁고 밀도가 낮아서 Rayleigh – Taylor 불안정성 를 만듭니다. 과학적 서클에서. 간단히 말해서, 서로 다른 밀도의 두 유체 (따라서 다른 가속화에 따라) 상호 작용하면 더 가벼운 유체가 밀도가 높은 유체를 밀어냅니다.

버섯 구름 자체와는 별도로, 오일 꼭대기의 물, 화산 폭발, 지구의 기후를 조절하는 바람의 시내 및 초신성 폭발은 Rayleigh-Taylor 불안정성이 발생하는 사례입니다.

타우러스의 별자리에있는 초신성 잔재 및 펄서 바람 성운 인 게 성운에서 RT 불안정성의 예 (이미지 출처 :Wikimedia Commons)

앞에서 언급했듯이 폭발 후 갑작스런 에너지가 방출되면 주변 공기가 가열되어 확장되기 시작합니다. 폭발의 초기 단계에서 만들어진 거대한 불 덩어리는 엄청나게 뜨겁고, 온도는 수백만 정도의 섭씨로 달려 있습니다.

이제 불 덩어리 내의 열기가 공중에서 빠르게 상승하여 진공 상태를 만들어 주변 공기에 의해 빠르게 채워져 확장되고 상승하기 시작합니다. 이 과정은 꽤 오랫동안 계속되며, 그 동안 불 덩어리는 계속해서 하늘을 빠르게 상승합니다.

불 덩어리가 계속 상승함에 따라, 그 위의 공기에서 저항을 경험하여 옆으로 내려갑니다. 이것은 구름의 상단의 평평한 상태로 이어지고 버섯의 모자처럼 보입니다. 기둥 중앙의 공기보다 낮은 온도 인 변위 가스는 기둥의 측면을 흘러 가서 상승 기둥에 의해 다시 빨려 들어가서 다시 위쪽으로 이동합니다.

이것이 폭발의 불 덩어리의 가장자리가 끊임없이 말리는 것처럼 보이는 이유입니다. 핵 폭발은 규칙적인 폭발보다 훨씬 더 큰 규모로 발생하기 때문에, 그것이 생성하는 불 덩어리는 비례 적으로 거대합니다.

불 덩어리의 여정 끝

불 덩어리는 주변 공기가 더 이상 시원하지 않은 지점에 도달 할 때까지 계속 공중에서 상승합니다. 이것은 대기에서 상당히 높습니다. 즉, 오존이 유해한 태양 복사를 흡수하여 주변 가스를 가열하는 경우. 주변 공기가 더 이상 불 덩어리의 가스보다 더 뜨거워지면 상승 공기가 갑자기 멈추고 수평으로 퍼져 버섯 구름에 완벽한 탑이됩니다.

redoubt 화산의 분화로 만든 버섯 구름 1990.

핵 버섯 구름은 얼마나 큰가요?

핵 폭발의 결과로 형성된 버섯 구름은 하늘에서 수천 미터로 갈 수 있으며 에베레스트 산의 높이 - 세계에서 가장 높은 산 정상을 쉽게 능가합니다.

핵 폭발의 강도는 TNT의 킬로톤 및 메가톤에서 측정된다. tnt 등가 일반적으로 폭탄 폭발로 방출되는 에너지의 양을 표현하는 데 사용됩니다. 폭탄은 폭발이 1,000 킬로그램의 TNT를 폭발시키는 것과 동등한 일정량의 에너지를 방출 할 때 '1 킬로톤'의 수확량을 갖는 것으로 표시됩니다. 1 메가톤은 1,000 킬로톤에 해당합니다.

1945 년 일본 히로시마에서 발생한 핵 폭발은 15 킬로톤의 에너지로 폭발했습니다.

1945 년 8 월 9 일 일본 나가사키의 원자 폭탄 테러로부터의 버섯 구름. 폭발로 인한 불 덩어리는 공중을 통해 매우 빠르게 상승합니다. (이미지 출처 :Wikimedia Commons)

역사상 가장 큰 핵폭탄 폭발은 무엇입니까?

이것들은 인류의 역사에서 가장 강력한 인공 폭발물입니다 (힘의 하강 순서로) :

1. 모든 시대의 가장 크고 강력한 핵 폭발은 Tsar Bomba의 폭발로 인해 발생했습니다. 인류의 역사에서 가장 강력한 핵무기가 폭발했습니다. 1961 년 10 월 30 일에 테스트 된 러시아 폭탄이었다. 57 메가톤의 수확량을 가졌으며, 히로시마 폭발보다 약 3,300 배 더 강력했다!
2. 1960 년대 초 미국이 배치 한 열핵 무기 인 B-41 핵폭탄의 폭발 후 두 번째로 활력이 넘치는 폭발이 발생했습니다. 그 수율은 25 메가 톤이었다.
3. 세 번째로 큰 핵 폭발은 다른 미국 열핵 무기의 폭발로 인해 발생했습니다. 1954 년 3 월에 약 15 메가톤의 수확량으로 폭발했습니다. 이들은 인류의 역사에서 가장 강력한 세 가지 폭발이었습니다.