لماذا تشكّل القنابل النووية "سحابة الفطر" الشهيرة؟

عندما تنفجر قنبلة، تُطلق الطاقة بشكل عشوائي في جميع الاتجاهات. لذا، بدلا من كرة النار المتوسعة، تنتج التفجيرات النووية ما يُعرف باسم "سحابة الفطر" الشهيرة.

وعلى الرغم من أن انفجار الطاقة يشكّل مجالا من الهواء الساخن، إلا أن هذه مجرد بداية القصة، وفقا لكاتي لوندكويست، باحثة الهندسة الحاسوبية في مختبر "لورانس ليفرمور" الوطني في كاليفورنيا.

ونظرا لانطلاق الهواء الساخن، فإن الجزء الأكبر من الكرة في العمود المتوسط، يشهد طفوا أكبر من الحواف.

وقالت لوندكويست: "الطريقة التي تتشكل بها الكرة، يكون لديك أكبر عمود من السائل منخفض الكثافة في المنتصف، بحيث يرتفع بشكل أسرع، مثل منتصف الكب كيك الذي يرتفع في الفرن".

وعلى الرغم من ارتفاع الكرة بأكملها، لأن هذا العمود الأوسط يرتفع بشكل أكبر، فإن الهواء الأكثر برودة خارج الكرة يبدأ في "الاندفاع إلى أسفل الفقاعة الصاعدة"، كما قالت لوندكويست.

إقرأ المزيد

اكتشاف مذهل في حطام أول اختبار للقنبلة الذرية عام 1945!

ويؤدي هذا إلى تشويه الفقاعة الصاعدة إلى شكل دائري. ولأن جزيئات الهواء الساخن تتحرك بسرعة في حالتها النشطة، وترتد عن بعضها البعض بسرعات عالية، ينتهي بها الأمر بخلق مساحة كبيرة فيما بينها بحيث تشكل فراغا قريبا. وقالت لوندكويست: "هناك نفاثة من المواد التي تُمتص في الفراغ والتي تدفع للأعلى، وبالتالي تشكل سحابة الفطر في الأعلى والمنطقة المسطحة داخل الحلقة الموجودة في الأسفل".

وتُظهر القنابل النووية والتجارب العلمية أن "سحابة الفطر" يمكن أن تتكون على الأرض، ولكن ماذا عن الفضاء؟. إذا فُجّر القمر على سبيل المثال، فهل ستحدث "سحابة الفطر"؟، تجيب لوندكويست بـ "لا".

وقالت: "أنت بحاجة إلى جو للتمكن من الحصول على تلك المادة السائلة، مثل الهواء. ولن يحدث ذلك في فراغ". كما لن يكون لبيئة القمر الخالية من الهواء أي طريقة لتشويه الكرة الأولية، ولن يكون هناك اختلاف في كثافة الهواء لامتصاص عمود المادة هذا لتكوين السحابة.

واعتمادا على العائد المتفجر للقنبلة والارتفاع الذي تنفجر عنده، سيكون لسحابة الفطر الناتجة ميزات مختلفة. وكانت الانفجارات مثل تلك التي حدثت في هيروشيما وناغازاكي في اليابان، مكونة من جزأين رئيسيين. ويتكون أحد الأجزاء من تدفقات السحب البيضاء، المكوّنة من المنتجات المتبخرة للقنبلة نفسها والمياه المتكثفة من الهواء المحيط. وكان الجزء الآخر عبارة عن ساق من مادة بنية اللون وحطام يمتد من الأرض.

وتدرس لوندكويست وزملاؤها في المختبر هذه التأثيرات حتى يتمكنوا، في حالة حدوث أزمة نووية، من "معرفة مكان الجسيمات الإشعاعية للتنبؤ بشكل صحيح بالتساقط ومن ثم تقديم إرشادات حول إدارة العواقب التي من شأنها حماية الصحة العامة".

المصدر: لايف ساينس