De ce bombele nucleare creează nori ciupercă

Cu toţii am văzut norii în formă de ciupercă ce se formează după o explozie atomică.

Publicitate

Acest fenomen este denumit instabilitatea Rayleigh-Taylor. Această instabilitate apare la interfaţa dintre două fluide de densităţi diferite, atunci când fluidul mai uşor împinge fluidul mai greu.

Totul începe cu o explozie care va genera norul Pyrocumulus, un tip de nor specific erupţiilor vulcanice. Acest bulgăre de gaze în ardere este accelerat spre exterior în toate direcţiile. Având în vedere că bulgărele gazelor accelerate este şi mai fierbinte, şi deci mai dens, decât aerul înconjurător, acesta va începe să se înalţe - în cazul exploziilor nucleare, extrem de rapuid. În cele din urmă se va forma pălăria ciupercii.

Pe măsură ce bulgărele se înalţă, va lăsa în urma sa aer încălzit, creând un efect de horn, care atrage fum şi gaze de pe marginea externă a hornului - fenomen numit convecţie. Din punct de vedere vizual, acesta formează o tulpină de ciupercă.

Norul ciupercă provocat de explozia aruncării celei de-a doua bombe atomice, „Fat Man”, deasupra oraşului Nagasaki s-a ridicat la 18 km

Percepţia că pălăria ciupercii se ondulează în jos şi în jurul tulpinii se datorează în primul rând diferenţelor de temperatură din centrul pălăriei şi de pe marginea acesteia. Partea centrală este mai fierbinte şi, prin urmare, se va înălţa mai rapid, permiţând marginilor exterioare mai lente să fie absorbite de atributele minunate ale conveţiei tulpinii. Uneori aerul va fi suflat sau va fi deplasat înăuntrul coloanei şi reîncălzit, pentru a se ridica din nou, făcând o mică buclă centrală. Deoarece o explozie atomică este uriaşă, probabilitatea formării norilor de ciupercă este mult mai mare decât în cazul exploziilor mici.

În final, mai dramatic este că o explozie atomică se înalţă mult mai sus decât orice altă explozie. Coloana de aer fierbinte produsă de explozie se va ridica până când va ajunge acel punct din atmosferă unde aerul din împrejurimi este mult mai fierbinte decât aceasta. La un anumit nivel din atmosferă, apare stratul de ozon, iar radiaţia solară pe care o absoarbe îl încălzeşte. Deodată, aerul ce se ridică din explozii nu mai este mai fierbinte şi mai puţin dens decât aerul din împrejurimi. Aşa că, în loc să se ridice în continuare, el se deschide sub forma unei pălării de ciupercă.

Adevăraţii nori de ciupercă pot fi văzuţi şi în exploziile mai mici, dar trebuie simulate condiţiile bombelor atomice. Trebuie să existe o coloană de aer foarte fierbinte, cu încălzire centrală, o atmosferă rece în zona exploziei, precum şi un motiv ca aerul ce se ridică să se redreseze foarte rapid.

De asemenea, este posibil să fi observat, în cazul exploziilor nucleare, pe lângă producerea acestei formaţiuni fungice înfricoşătoare, şi apariţia unui nor-inel în jurul pălăriei ciupercii. Ceea ce are loc aici, este de fapt crearea unei zone de presiune scăzută prin intermediul fazei negative a undei de şoc (faza care urmează valul de gaze comprimate la partea conductoare a undei de şoc). Acest lucru rezultă într-o scădere de temperatură, care împreună cu presiunea scăzută poate duce la reducerea punctului de condensare, suficient cât să se poată forma un nor temporar. Acest nimb de nori din jurul exploziei este cunoscut sub denumirea de „nor Wilson”, numit astfel după fizicianul scoţian Charles Wilson, inventatorul „camerei cu ceaţă Wilson”, în interiorul căreia se pot observa efecte asemănătoare.

Publicitate
Alte articole
Nu a fost de ajuns, vreau să mai învăţ!