Почему ядерный взрыв похож на гриб

Ядерный взрыв — это процесс высвобождения большого количества тепловой и лучистой энергии в результате неуправляемой цепной ядерной реакции деления или термоядерного синтеза. Каждый, кто хоть раз видел ядерный взрыв на видеороликах или фотографиях, знает, что обычно он похож на огромный гриб. Но почему?


Разбираемся, почему ядерный взрыв так похож на гриб и при чём тут восходящие потоки

Вообще, по своему происхождению ядерные взрывы являются либо продуктом деятельности человека на Земле и в околоземном космическом пространстве, либо природными процессами на некоторых видах звёзд. Искусственные ядерные взрывы — мощнейшее оружие, предназначенное для уничтожения крупных наземных и защищённых подземных военных объектов, скоплений войск и техники противника, а также полного подавления и уничтожения противоборствующей стороны: разрушения больших и малых населённых пунктов с мирным населением, стратегической промышленности, крупных транспортных узлов, деловых центров.

Сопутствующие ядерному взрыву явления варьируются в зависимости от местонахождения его центра. После инициирования реакции деления или синтеза за очень короткое время порядка долей микросекунд в ограниченном объёме выделяется огромное количество лучистой и тепловой энергии. Реакция обычно заканчивается после испарения и разлёта конструкции взрывного устройства вследствие огромной температуры и давления в точке взрыва. Визуально с большого расстояния эта фаза воспринимается как очень яркая светящаяся точка. Световое давление от электромагнитного излучения при реакции нагревает и вытесняет окружающий воздух от точки взрыва.


Образуется огненный шар и начинает формироваться скачок давления между воздухом, сжатым излучением, и невозмущённым, поскольку скорость перемещения фронта нагрева изначально многократно превосходит скорость звука в среде. После затухания ядерной реакции выделение энергии прекращается и дальнейшее расширение происходит за счёт разницы температур и давлений в области огненного шара и окружающего воздуха. С определённого момента скорость перемещения скачка давления становится больше скорости расширения огненного шара, ударная волна отрывается от огненного шара, он превращается в облако и начинает подниматься вверх, увлекая с собой с поверхности пыль и грунт.

Вихрь поднятой пыли и частиц грунта с земли стремится к огненному шару, образуя ножку гриба. Развивается грибовидное облако, продолжающее расти в высоту и в диаметре. После выравнивания температур и давлений подъём пыли и частиц с земли прекращается, ножка гриба останавливается и оседает на землю, а шляпка превращается в тёмное облако, выпадающее осадками и рассеиваемое ветрами. Кстати, при высотном ядерном взрыве гриб не образуется, а при экзоатмосферном нет и облака — ему просто не из чего образовываться. Впрочем, описанные выше эффекты характерны для любого взрыва большой мощности.