Почему при взрыве атомной бомбы образуется "ядерный гриб"?
Джерело:
Ядерный взрыв заканчивается испарением и разлетом конструкции взрывного устройства. Бомба сконструирована таким образом, что прочный корпус способен в значительной мере продлить процесс ядерной реакции. На испарение корпуса бомбы требуется относительно больше времени, чем на саму ядерную реакцию.
В результате этой малой задержки мощность ядерного взрыва оказывается ощутимо большей. Визуально эта фаза наблюдается как очень яркая светящаяся точка.
Световое давление электромагнитного излучения при ядерном взрыве начинает нагревать и вытеснять окружающий воздух из эпицентра взрыва. При этом образуется огненный шар, формируется скачок давлений между сжатым излучением и окружающим, не прогретым воздухом, так как скорость перемещения фронта нагрева воздуха многократно превосходит скорость звука в среде.
После прекращения ядерной реакции дальнейшее расширение происходит за счет разности температур и давлений в эпицентре и окружающем воздухе.
При этом светящаяся точка преобразуется в растущий в размерах огненный шар, постепенно теряется яркость. Начиная с определенного момента скорость перемещения скачка давления становится больше скорости расширения огненного шара. Ударная волна полностью сформировалась и отрывается от огненного шара. При этом с ударной волной уносится значительная доля энергии ядерного взрыва.
Полость, возникшая в результате светового давления, схлопывается, нагретый до колоссальных значений температур воздух в районе угасающего огненного шара начинает подниматься вверх, при этом с поверхности вовлекаются в движение пыль, грунт, предметы. При этом начинается процесс выравнивания температур и давлений в месте взрыва и окружающей среды.
Вихрь поднятой пыли, земного грунта устремляются к огненному шару, образуя ножку ядерного гриба. В считанные минуты развивается полное грибовидное облако, продолжающее расти в высоту и в диаметре, при этом огненный шар исчезает.
После того как давления в эпицентре и окружающем воздухе выровнялись подъем частиц, пыли, грунта прекращается, ножка гриба истончается и исчезает. Шляпка гриба превращается в темное облако, которое после охлаждения выпадает осадками и исчезает.
Если взрыв произведен на большой высоте, то ножка гриба не образуется, как впрочем и сам гриб. При экзоатмосферном взрыве нет и облака − в отсутствии атмосферы ему не из чего образовываться.
При наземном ядерном взрыве эффекты схожи с эффектами во время атмосферного ядерного взрыва в приземном слое. При этом светящаяся область будет иметь форму полусферы, в земле образуется кратер значительных размеров.
При подземном ядерном взрыве, эффекты зависят от разных факторов: мощность заряда, глубина залегания, характер горных пород. После взрыва может образоваться как полость без видимых наземных изменений, так и кургана, кратера или кальдера − обширной циркообразной котловины с крутыми стенками и более или менее ровным дном. При этом наземный и подземный взрывы сопровождаются существенным землетрясением.
