Zašto nuklearne bombe formiraju pečurku?

Ova pojava se svodi na nešto što se zove Rejli-Tejlorova nestabilnost.

Zašto nuklearne bombe formiraju pečurku? Foto: Wikimedia Commons

Počećemo sa nešto dužim, ali manje štreberskim objašnjenjem, pre nego što još jednom utonemo u štreberaj.

Sve počinje eksplozijom koja formira pirokumulus, odnosno oblak vatre. Ova lopta vrelih gasova se širi u svim pravcima. S obzirom da je vatrena lopta vrelija, a samim tim ređa, od okolnog vazduha, ona će početi da raste – u slučaju nuklearnih eksplozija, ekstremno brzo. Taj proces na kraju formira „kapu pečurke“.

Kako se lopta podiže, ona ostavlja za sobom vazduh koji je zagrejan, stvarajući efekat dimnjaka koji privlači sav dim i gasove na spoljnoj ivici dimnjaka – konvekcija u akciji. Vizuelno, to stvara oblik stuba ili peteljke pečurke.

Osećaj da se kapa pečurke uvija ispod i oko peteljke posledica je, pre svega, razlike u temperaturi u centru kape i van nje. Centar je vreliji i samim tim će se podići brže, ostavljajući sporije spoljne ivice da budu uhvaćene u fenomenalnu konvekciju dimnjaka.

Kada oblak dostigne određenu tačku u našoj atmosferi, gde je gustina oblaka gasa jednaka gustini okolnog vazduha, on će se raširiti, stvarajući prelepu kapu.

To nas dovodi do kraćeg, ali štreberskijeg odgovora.

Ceo proces predstavlja nešto što opisuje Rejli-Tejlorovu nestabilnost. Ova nestabilnost je veoma poznata u fizici i uopštneo opisuje spajanje dve različite supstance (uglavnom tečnosti i gasova) koje imaju različitu gustinu i izložene su ubrzanju. U slučaju atomske bombe, ubrzanje i vreli gasovi koji stvaraju različitu gustinu materijala rezultat su eksplozije.

Verovatno ste zaključili iz cele ove priče da za stvaranje oblaka u obliku pečurke nije potrebna atomska bomba. Sve što vam treba je dovoljno brzo isporučene energije (u ovom slučaju eksplozija) koja stvara džep materijala različite gustine (u ovom slučaju zagrejani gasovi).

Postoji bezbroj drugih primera u našem svetu koji stvaraju isti fenomen koji nam daje ovakav oblik. Na primer, magnetna polja planeta, mlazni protok vetrova koji pomaže u kontroli klime na našoj planeti, zvuk pucketanja kod škampa, čak i naše razumevanje određenih različitih oblika fuzije mogu se pripisati Rejli-Tejlorovoj nestabilnosti.

Pretpostavljam da ste takođe primetili da nuklearna eksplozija, osim zastražujućeg pečurkastog oblika, ponekad formira oblačni prsten oko kape pečurke. Ono što se tu dešava je stvaranje područja sa niskim pritiskom od strane negativne faze udarnog talasa (faza koja prati talas sabijenog gasa na početku udarnog talasa). Rezultat toga je pad temperature, koja zajedno sa niskim pritiskom može potencijalno smanjiti tačku kondenzacije dovoljno da se formira oblak. Ovaj oblačni oreol oko eksplozije je poznat kao Vilsonov oblak i nazvan je po škotskom naučniku Čarlsu Vilsonu koji je izumeo komoru za Vilsonov oblak gde se slične stvari mogu posmatrati.



bonus video
ostavite komentar
Inicijalizacija u toku...