핵폭탄이 터질 때 상징인 버섯구름이 생기는 이유가 무엇인가요?
핵폭탄 실험시 즉 수소폭탄을 터뜨리는 사진이나 동영상을 보면 상징인 버섯구름이 생기는데요
이 버섯구름이 생기는 이유가 무엇인지 궁금합니다
안녕하세요.
핵폭발 시 생성되는 버섯구름의 현상은 고열의 열동역학적 원리와 대기 중의 유체역학적 거동이 복합적으로 작용하는 결과입니다. 핵폭발이 일어나면 엄청난 양의 에너지가 순식간에 방출되며 이로 인해 발생하는 강렬한 열과 충격파는 주변 대기를 극도로 가열합니다. 이때 발생하는 극도의 열은 폭발 중심지에서 공기를 매우 빠르게 팽창시키며, 이 과정에서 발생하는 열적 부양(themal buoyancy)은 화염과 유해 물질을 함께 상승시킵니다.
상승하는 공기는 주변보다 훨씬 더 뜨거워 대류 현상이 발생하며, 이는 폭발 지점에서 수직으로 매우빠르게 이동하는 뜨거운 공기 기둥을 형성합니다. 이 기둥은 계속 상승하면서 주변의 냉공기와 만나면서, 주변 대기 중으로 확산되기 시작합니다. 이 때, 상층 대기의 안정성과 상대적으로 차가운 주변 공기에 의해 상승 기류는 옆으로 확장되기 시작하며, 결국 버섯 모양의 구름 캡이 형성됩니다. 이 과정에서 뜨거운 공기는 냉각되며 수증기가 응축되어 구름의 일부분이 되기도 합니다.안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.
핵폭탄이 터질때 우선 강력한 충격파로 인해 주변의 공기들이 밀려나게 되어 주변이 진공상태가 됩니다. 그 이후에는 자연적으로 진공상태인 공간을 주변 공기가 와서 채우게되는데 폭발의 여파로 해당 지역은 매우 뜨거운 상태가 됩니다. 이때문에 모인 공기가 위로 쏟구치게되고 그 이후에 퍼지게 됩니다.
이때문에 아래에는 기둥모양이되고 워에서는 퍼지는 버섯구름이 형성됩니다.
감사합니다.