原子弹技术：蘑菇云

说起原子弹，人们头脑中都会闪现出这一样一幅景象，那就是爆炸后形成的巨大蘑菇云。于是乎，蘑菇云就成了原子弹的代名词。那么，原子弹爆炸时为什么会形成蘑菇云呢？

原子弹之所以不同于其他的炸弹，关键在于它爆炸时释放的无与伦比的能量。当一个核装置被引爆时，周围较大范围内都将产生大量的X射线、中子、α粒子等高能粒子，它们不仅具有摧毁四周一切建筑、杀死大范围内一切有生物体的本领，更直接的作用是极迅速地加热周围空气，在其爆炸中心区会产生数千万度的高温与几百万个亿帕的高压。这些高温高压迅速地影响着其周围的空气，并使得空气中的大量尘埃在爆炸力和浮力作用下高速升空。原子弹爆炸后，大约在1/20000秒的时间内就能使它周围的空气升温膨胀快速上升，并且依靠上冲时的巨大能量将地面的石头、碎片、粉尘等各种物质颗粒上升到高空而形成一道云柱，即蘑菇茎。当云柱升高膨胀后，其顶部空气和尘埃碰到上面的冷空气并同周围低湿空气的接触使云柱开始降温。当这些上升的空气和尘埃降温到同周围空气几乎等温时，它们将减速上升，然后改变运动方向，变成向周围平移，于是便向水平方向散开而形成蘑菇顶，最后逐渐变为下降。由于云柱的变化在其顶部各个方向一般都比较均匀，蘑菇云因此得以形成。随着上升高度的增加，地面压力的逐渐减小，蘑菇茎部分的组成物便纷纷落下，蘑菇云也逐渐消失。

原子弹爆炸形成的蘑菇云

与原子弹爆炸场景类似，氢弹在爆炸后也会产生蘑菇云，但氢弹和原子弹爆炸时产生的蘑菇云还是有些差别：原子弹蘑菇云为黑色，外形为典型蘑菇云状。氢弹蘑菇云为白色，外形比较高大。这主要是因为原子弹和氢弹采用了不同的爆炸方式。一般情况下，原子弹采用的是地面爆炸方式，爆炸时其火球接触地面，近似半球形，大量土壤等地面物质被卷入其中，使得上升烟云颜色黑暗，粗大的蘑菇茎一开始就与烟云一起上升，形成典型的蘑菇云。而氢弹一般采用的是空中爆炸的方式。空爆时，在瞬间可看到极强烈的闪光，闪光过后随即出现明亮的圆火球，随后火球不断地增大上升，并因地面反射冲击波的作用，呈上圆下平，底面向内凹陷的馒头状，空爆时由于没有土壤等地面物质卷入其中，烟云就呈现出白色，以一定的速度膨胀和上升。同时，在爆心投影点附近地面掀起巨大的尘柱，并在一段时间后追及烟云，形成高大的蘑菇状烟云。

1945年8月6日清晨，美军的蒂贝茨机组驾乘代号为“埃诺拉·盖伊”的B-29轰炸机飞临日本广岛，从近1万米高空投下一枚代号为“小男孩”的原子弹，致使数万人丧生。这是人类首次在战争中使用原子弹。3天后，第二颗代号为“胖子”的原子弹在日本长崎爆炸，造成长崎数万人伤亡。

在日本广岛和长崎投下的那两枚原子弹都是在远离地面的空中爆炸的，科学家们给这种引爆方式起了一个恰当的名字叫“空爆”。“空爆”的杀伤范围较大，但它的点爆炸威力相对较弱。为了在核爆炸地点造成最大可能的破坏，如攻击像导弹地下仓库及雷达设施等具体军事目标，原子弹需要在接近地面时引爆，这被称作“地爆”。地爆时，地面会被炸出一个巨大的弹坑。