Kodėl branduoliniai bombai kuria grybų debesis

2024 Autorius: Sherilyn Boyd | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-16 10:19

Viskas prasideda nuo sprogimo, kuris sukuria Pyrocumulus Debesis. Šis karštų dujų degimo rutulys yra pagreitintas iš išorės visomis kryptimis. Kadangi pagreitintų dujų degimo rutulys yra karštesnis ir todėl mažiau tankus nei aplinkinis oras, jis labai sparčiai pradės didėti branduolinių sprogimų atveju. Tai galiausiai sudaro grybų dangtelį.

Kai rutulys pakyla, jis palieka šildomą orą, kuris sukuria dūmtraukiui panašų efektą, kuris sukelia dūmus ir dujas ant išorinio kamino konvekcijos krašto veikiant! Vizualiai tai sudaro grybų stipelę (stiebą).

Supratimas, kad grybų dangtelis yra užlenktas ir aplink stipio, visų pirma yra temperatūros skirtumų, esančių dangtelio centre ir jo išorėje. Centras yra karštesnis ir todėl pakils greičiau, paliekant lėtesnius išorinius kraštus patekti į stipio konvekcijos nuostabius atributai.

Kai tas debesys pasiekia tam tikrą tašką mūsų atmosferoje, kur dujų debesies tankis yra toks pat, kaip ir aplinkinio oro tankis, jis išsiplės, sukurs gražų dangtelį.

Tai atneša mane į trumpesnį, dar labiau geekinį atsakymą.

Šis procesas yra tas, kuris apibūdina Rayleigh-Taylorio nestabilumą. Šis nestabilumas yra gerai žinomas fizikoje ir apskritai apibūdina dviejų skirtingų medžiagų (daugiausia skysčių ir dujų), kurių tankis yra skirtingas, ir yra pagreitintas. Atominės bombos atveju pagreitis ir karštesnės dujos sukuria skirtingus medžiagos tankius dėl sprogimo.

Atsižvelgdami į tai, jūs galėjote atspėti, kad jums nebūtinai reikia atominės bombos, kad būtų sukurtas grybų debesys. Viskas, ko jums reikia, yra pakankamai energijos, tiekiamos greitai (šiuo atveju sprogimas), kuri sukuria kišenę skirtingų medžiagų tankio (šiuo atveju šildomų dujų).

Mūsų pasaulyje yra daugybė kitų pavyzdžių, kurie sukuria ir apibūdina tą patį reiškinį, kuris mums suteikia tokį susidarymą. Pvz., Planetų magnetiniai laukai, vėjo jėgainių srautai, kurie padeda kontroliuoti mūsų planetos klimatą, krevečių kopijavimo garsą, netgi mūsų supratimą apie tam tikras skirtingas sintezės formas, gali būti priskiriami Rayleigh-Taylor nestabilumui.

Dabar galbūt taip pat pastebėjote, kad branduoliniai sprogimai, be šio baimingo grybelio formavimo, taip pat kartais sukelia debesų žiedą aplink grybų dangtelį. Tai, kas vyksta čia, yra tai, kad žemo slėgio plotas yra sukurtas per neigiamą smūgio bangos fazę (fazė, kuri seka suspaustų dujų bangą pagrindinėje smūginės bangos dalyje). Tai lemia temperatūros kritimą, kuris kartu su žemu slėgiu gali pakankamai sumažinti rasos tašką, kad susidarytų laikinas debesys. Šio sprogimo debesys yra žinomas kaip "Wilsono debesis", pavadintas po škotijos fiziko Charleso Wilsono, kuris išrado Wilsono debesies kamerą, kur galima rasti panašių dalykų.

Premijos faktas:

1880 m. Viešpats Rayleyas pirmą kartą suprato, ką paprastai vadinosi "Rayleigh-Taylor" nestabilumu. Jis bandė apibūdinti skysčių judėjimą, kai vienas didesnis savitasis svoris buvo palaikomas lengvesnis. Tiksliau tariant, bandant geriau suprasti, kaip susidarė plunksniniai debesys. 1950 m. Seras Geoffrey Ingram Taylor'as atrado, kad Rayleigh'as "tarpsluoksnis nestabilumas" įvyksta ir dėl kitų skirtingų medžiagų greitėjimų. Reiškinys ir visos jo apibūdinančios lygtys tapo žinomos kaip "Rayleigh-Taylors".