如何产生一个蘑菇云?爆炸的“外形”蕴含什么信息

作者: 高佩雯、龙浩

来源: 返朴

发布日期: 2020-08-10 08:00:00

本文详细介绍了蘑菇云的形成原理,包括核爆和其他类型爆炸产生蘑菇云的过程,并通过贝鲁特港口的硝酸铵爆炸事件作为实例,解释了蘑菇云的形成和影响。文章还提供了面对爆炸时的自救方法,强调了预防和准备的重要性。

颜色和形状是能量及物质作用的体现。多种类型的爆炸或撞击都可能产生蘑菇云。

蘑菇云是大爆炸的结果,通常和核爆联系在一起。但也可以是其他爆炸或撞击引起。

如果用最简单的话来概括,要形成一个蘑菇云,爆炸(或撞击)需要制造一个非常热的高压气团。这个气团飞速膨胀而快速上升,并将周边的物质如灰尘、水汽也拖了上去,形成了蘑菇茎。

当气团上升到足够高时,它的温度逐渐冷却,密度开始和周围的空气持平,于是停止蹿升。这些气体连带裹挟着的碎片和蒸汽等向周围溢出,形成了蘑菇的顶。

我们看到的核爆照片通常多种多样。有的是火焰蘑菇,有的是灰色或棕褐色蘑菇,有的是乳白色大胖蘑菇,颜色和姿态各不相同。

一朵典型的蘑菇云,一般由近地面的核爆引起。并且地下(水下)或高空核爆都不行。

无论是地爆还是空爆,某种程度上都大同小异,都是闪光→火球→蘑菇状烟云→连环爆响。

闪光,是核装置被引爆的标志,时间极短,通常不到1毫秒。

随后是火球。圆而明亮,一边增大一边上升。因受到地面反射的冲击波的影响,其底部会变形,形成上圆下平、底部凹陷的馒头形状。

其内部是由空气、弹体及周边物质被加热而形成的等离子体(即高温火焰成分)。

接着,火球熄灭,外形由大变小。其中被加热的物质冷却形成灰白或棕褐色的烟云。烟云的颜色和爆高(爆炸的高度)有关,爆高越低,卷入的尘土比例越大,烟云颜色就越深。

虽然烟云是火球冷却形成,但依然非常高热高压。

烟云会继续膨胀和上升,同时因为地面反射的冲击波的作用,在地面爆心投影点区域被掀起的尘柱也跟着上升,经过一段时间追及烟云,形成一朵典型的蘑菇云。

可以得知,如果是直接在地面爆炸,烟云和尘柱一开始就在一起,颜色较深暗且尘柱粗大。如果是在低空爆炸,尘柱会追及烟云。如果是在特别高的高空爆炸,则尘柱无法追及烟云,只能各自美丽,没有蘑菇云。

此外,核爆当量会直接决定火球和烟云的大小,还会影响烟云上升的高度。当核爆当量较大时,蘑菇云会直达对流层顶(大约离地面12千米),那里温度很低,水汽会大量凝结,包裹住烟云,形成非常白的、尺寸稳定的大蘑菇。核爆当量更大时,蘑菇云甚至会穿过对流层顶,抵达平流层,尺寸也更大了。

由于冲击波的特点,在核爆过程中,根据距离远近,还会先后听到连续的声响,有人形容像暴雨,也有人说像气球爆炸。随之而来的是大量放射尘,会降落到物体表面造成持续危害。

这次发生在贝鲁特港口的大爆炸,现场声音震耳欲聋,据悉已造成超过135人死亡,约5000人受伤,数十人下落不明。

爆炸产生的蘑菇云,弥漫了城市的天际线。周围大片建筑被荡平。

官方透露,本次事故系存放在港口仓库中的2750吨硝酸铵引起。这些硝酸铵在6年前被海关扣押,一直未挪出过港口,也未采取任何安全措施。黎巴嫩政府已出动军方软禁了2014年以来的所有仓库负责人,要求迅速调查并提交结果。

硝酸铵是一种氮肥,也是一种炸药,加热或撞击都可能引爆,常用于采矿和建筑爆破。大量硝酸铵爆炸就会产生蘑菇云。

从现场视频可见,先是白色烟云冒起,伴随炸裂的砰砰声响。随后有火球和红棕色蘑菇云出现。之后白色球状的气体迅速从爆炸区散开。

白色烟云无疑是火灾引起。其后红棕的颜色来自高浓度的二氧化氮,这是硝酸铵分解时产生的化学物质。一闪而过的白色球状气体,则是爆炸产生的冲击波使空气中的水分凝结。

据测算,这次爆炸的当量在300~700吨TNT之间(华尔街日报),相当于港口挨了一颗小型战术核弹。产生的地震波相当于4.5级地震,连远在几百英里外的塞浦路斯居民都有震感。形成蘑菇云也就毫不奇怪了。

当地华人回忆,当时整栋楼都在摇晃,巨大冲击波袭来,让人误以为遭遇导弹袭击。

事发前后高清卫星图对比显示,在爆炸的瞬间,港区地貌被强行物理改变,码头上一块原本是陆地的位置消失,强大的威力直接就地挖出一个直径约140米的巨坑,尺寸超过足球场。数百米外的7000吨级游轮“东方女王号”被炸沉。

以色列方紧急撇清关系,表明与自己无关。贝鲁特州长则称此爆炸是一场类似广岛的国家灾难。惨烈程度让人想起同是硝酸铵引发的1974年的美国德州格兰德坎普号货轮爆炸事件,那是美国历史上最严重的工业灾难。

面对爆炸,普通人应该怎么办呢?无论是一般爆炸还是核爆,爆炸中心的人几乎在劫难逃。但稍远一些还是可以采取一些措施降低损伤。因为冲击波会比光延后到达,看到浓烟和闪爆应该立刻避开,躲到建筑墙体之后,避免直接打击和抛物打击。

如果周围没有建筑物,应立刻背朝爆炸物方向卧倒,双手护住头部,双腿交叠护裆。同时为了防止地面震动引发脏器损伤,应用肘部接触地面,保持头胸部到地面之间有一定空隙。

如果是核爆,根据美国国土安全部防护说明,还应以最快速度转移到室内,并尽量远离外墙和屋顶,去到建筑中心或地下室。同时尽快去除被污染的衣物,清洗裸露的皮肤和头发,不吃暴露在室外的食物。要尽可能去最近、最好的避难所,在余尘到来之前都呆在里面。

就目前而言,因为核弹的威力过于巨大,任何国家都不太可能将其用于战争,我们受到核弹袭击的可能性微乎其微。但核污染和化工爆炸事件同样值得警惕。希望这些求生方法我们永远也别用到。

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