為什么核彈爆炸會(huì)形成蘑菇云？是什么原因形成了這種標(biāo)志性的形狀？核彈爆炸時(shí)，能量不加選擇地向四面八方釋放，那么為什么爆炸時(shí)產(chǎn)生的不是不斷膨脹的火球而是蘑菇云呢？

馬紹爾群島貝克灣核彈爆炸，該圖像是由附近島嶼一臺(tái)自動(dòng)攝像機(jī)記錄下來(lái)的，注意核彈爆炸后立即形成的蘑菇云。

美國(guó)加利福尼亞州倫斯利·弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算工程研究員凱蒂·倫德奎斯特稱(chēng)，盡管能量爆發(fā)最初確實(shí)形成了一個(gè)“熱空氣球”，但這僅是開(kāi)始，由于熱空氣會(huì)逐漸上升，中間的圓柱形球體會(huì)比邊緣區(qū)域承受更多的浮力。

球體形狀就是這樣形成的，當(dāng)最大的低密度流體位于中間位置，就會(huì)上升得很快，就像烤箱里紙杯蛋糕中的蛋糕逐漸受熱膨脹一樣。雖然整個(gè)球狀流體都在上升，但由于中間的圓柱體上升較為緊迫，球體之外的冷空氣開(kāi)始沖向上升氣泡的下方。

該圖像顯示核彈爆炸后流體的流動(dòng)方向。

這導(dǎo)致上升的氣泡扭曲成一個(gè)圓環(huán)，或者甜甜圈形狀，由于熱空氣分子在能量充沛的情況下快速移動(dòng)，將高速彼此碰撞，最終它們之間創(chuàng)造了一個(gè)非常大的空間，以至于形成一個(gè)近乎真空的環(huán)境。噴射的物質(zhì)被吸入真空中，然后向上推，這樣就形成了頂部的蘑菇云和底部環(huán)面內(nèi)的平坦區(qū)域，該噴射流吸走了灰塵和碎片，形成了蘑菇云的莖部，同時(shí)灰塵和碎片也進(jìn)入了蘑菇帽。

戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期投下的核彈和相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，蘑菇云能在地面上形成，但如果核彈在太空中引爆，是否也能形成蘑菇云呢？

答案是，不會(huì)產(chǎn)生蘑菇云。

核彈形成的蘑菇云需要大氣層，這樣才能具有流體物質(zhì)，例如：在太空真空環(huán)境下空氣極少，基本上是不會(huì)形成的，月球上沒(méi)有空氣的環(huán)境無(wú)法將最初的球體扭曲成一個(gè)環(huán)面，也不會(huì)有空氣密度差異來(lái)吸收物質(zhì)柱來(lái)形成蘑菇云。

就像蘑菇有不同種類(lèi)一樣，蘑菇云也有不同的外形和結(jié)構(gòu)，依據(jù)核彈爆炸威力和高度不同，產(chǎn)生的蘑菇云具有不同的特征。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)發(fā)生在日本廣島和長(zhǎng)崎的爆炸有兩個(gè)主要部分，一部分是由爆炸本身的汽化產(chǎn)物和周?chē)諝庵械睦淠M成的滾滾白云；另一部分是由棕色物質(zhì)和碎片組成的莖干部分，從地面向上延伸。人們可通過(guò)觀(guān)看蘑菇云照片，看到這兩個(gè)部分并未完全接觸。

1945年8月8日，美軍在日本長(zhǎng)崎投下原子彈。

核彈爆炸時(shí)會(huì)產(chǎn)生一片非常明顯的白云，白云下面是一片棕色云層，因?yàn)楹藦検窃诰嚯x地面610米處引爆的，所以云層頂部和核彈蘑菇云沒(méi)有相互影響。

盡管核彈爆炸會(huì)造成毀滅性破壞，但與人類(lèi)后期制造的武器相比，它們的威力并不強(qiáng)，美國(guó)能源部稱(chēng)，核彈爆炸威力大約相當(dāng)于2萬(wàn)噸TNT炸藥，甚至更少。相比之下，蘇聯(lián)制造的AN-602氫彈（Tsar Bomba）的TNT當(dāng)量為5萬(wàn)噸。

在試驗(yàn)過(guò)的威力更大和距離地面更近的核彈爆炸中，爆炸產(chǎn)生云層的莖部和帽部融合形成典型的蘑菇狀結(jié)構(gòu)。

實(shí)驗(yàn)室人員研究了這些影響，以便在發(fā)生核危機(jī)時(shí)，能夠知道放射性粒子位置，從而正確預(yù)測(cè)放射性沉降物，為應(yīng)急處置提供指導(dǎo)性建議，保護(hù)公眾健康。

據(jù)報(bào)道，盡管核末日的威脅是真實(shí)存在的，但世界上核武庫(kù)總共擁有大約1萬(wàn)枚核彈，比20世紀(jì)80年代的6萬(wàn)多枚核彈有所下降。