Zaktualizowano: 27 marca, 2023 at 09:24 am

Grzyb atomowy – czym jest?

Konflikt nuklearny dla praktycznie każdego człowieka jest konfliktem ostatecznym, po którym życie na ziemi nie będzie już takie samo, o ile w ogóle będzie możliwe. Bomba atomowa jest dla wielu najgorszym wynalazkiem człowieka, a dla innych przykładem tego, co może stworzyć genialny umysł. W historii ludzkość bomba nuklearna była użyta tylko dwa razy. Mowa o ataku sił amerykańskich na dwa miasta w Cesarstwie Japońskim, pod koniec II Wojny Światowej. Wraz z wybuchem obu bomb, charakterystycznym widokiem był tzw. grzyb atomowy, który powstał bezpośrednio po eksplozji. Jak powstaje grzyb atomowy? Czym jest? Jaki jest jego skład?

Widok grzyba atomowego jest widokiem, którego nikt nie chciałby ujrzeć. Wynika to z faktu, że jest on efektem eksplozji bomby nuklearnej, która została zdetonowana kilka sekund wcześniej. W związku z tym widok takiego grzyba budzi strach, grozę i przerażenie, ponieważ oznacza, że stało się to, co stać się nigdy nie powinno. I miejmy nadzieję, że nigdy więcej ludzkość nie będzie oglądać tego widoku.

Definicja grzyba atomowego

Grzyb atomowy to efekt wybuchu bomby atomowej i tworzy się bez względu na to, czy eksplozja miała miejsce nad ziemią, w powietrzu, czy pod powierzchnią ziemi. Charakterystyczny wygląd chmury (stąd jej skojarzenie z grzybem), wynika z faktu, że w momencie eksplozji powietrze zostaje podgrzane do temperatury, nawet stu milionów kelwinów. Co ciekawe podobny grzyb może powstać nie tylko w wyniku eksplozji nuklearnej, jego utworzenie jest możliwe również podczas wybuchu konwencjonalnej bomby o bardzo wysokiej mocy.

Głównymi składnikami grzyba atomowego są promieniotwórcze aerozole oraz drobne pyły, które są zmieszane z resztkami bomby oraz rozproszonej gleby, która w momencie eksplozji została odparowana i stopiona.

Powstawanie grzyba atomowego

Wiemy już, czym jest grzyb atomowy. Wiemy również, że nie musi on być efektem detonacji wyłącznie ładunku nuklearnego. Co ciekawe, oprócz ogromnej mocy, jaką uwalnia bomba, do powstania grzyba konieczna jest ziemska grawitacja. Jeśli by jej nie było lub, jeśli byłaby ona znikoma, zamiast grzyba, mielibyśmy do czynienia ze sferą, czyli kulą. Grzyb atomowy może być wysoki na kilka lub kilkadziesiąt kilometrów.

Dla zwiększenia siły rażenia eksplozje bomb atomowych, miały miejsca nad powierzchnią ziemi. Tzw. Little Boy, czy bomba, która spadła na Hiroszimę, eksplodowała 580 m nad ziemią. Za to najsilniejsza bomba atomowa stworzona przez człowieka, Car Bomba, podczas testów eksplodowała 4 km nad powierzchnią gruntu.

Zaraz, bo wybuchu bomby, ku górze zaczyna unosić się kula ognia, a efekt ten może przypominać balon wypełniony gorący powietrzem. Kiedy kula ognia się unosi, dochodzi do zachodzenia kolejnego zjawiska fizycznego, czyli formowania się niestabilności typu Rayleigha-Taylora, której nazwa pochodzi od nazwisk dwóch fizyków, którzy ją odkryli. Efektem tego zjawiska jest unoszenie się gorącego powietrza ku górze w kierunku chmur (dokładnie takie samo zjawisko ma miejsce w przypadku ciągu w kominie podczas palenia w piecu) z jednoczesną rotacją. Jeśli detonacja bomby odbyła się na niskiej wysokości, poprzez wspomnianą rotację, gorące powietrze zasysa to, co znajduje się na ziemi, w efekcie czego powstaje charakterystyczna noga grzyba.

Kiedy grzyb atomowy osiągnie tzw., poziom Equlibrium, czyli dotrze do odpowiedniej wysokości, gdzie stan temperatury pomiędzy grzybem a otoczeniem zacznie się wyrównywać, powstanie kształt tzw. rozwiniętego grzyba, ponieważ jego kapelusz zacznie się rozpłaszczać.

Czy grzyb atomowy powstaje zawsze?

Nie każda eksplozja nuklearna, wiąże się z efektem grzyba atomowego, jednak aby go nie było, musimy mieć do czynienia z jedną z poniższych sytuacji:

– jeśli eksplozja ma miejsce pod wodą lub głęboko pod ziemią, powstały grzyb nie będzie pełny, ale będziemy mieli do czynienia z bardzo dużym parowaniem wody oraz ziemi;

– jeśli wybuch ma miejsce na niewielkiej głębokości, jego efektem będzie słup wody, który z czasem swoją formą zacznie przypominać kalafior;

– jeśli wybuch bomby nuklearnej miał miejsce na dużej wysokości, utworzy się tylko sam kapelusz grzyba;

Warto również pamiętać, że im wyżej ma miejsce eksplozja bomby nuklearnej, tym mniejsza ilość zanieczyszczeń będzie zassana, czyli noga grzyba będzie mniejsza.

źródło: CicheMiejsce, youtube

Grzyb atomowy, a promieniowanie

Wraz z wybuchem bomby atomowej, do atmosfery dostaje się wiele promieniotwórczych substancji, za których dystrybucję odpowiada między innymi grzyb atomowy. Ich ostateczna ilość jest zależna od:

– rodzaju bomby,

– siły eksplozji,

– wysokości, na której miała miejsce detonacja,

– warunków pogodowych,

– topografii terenu,

– proporcji fuzji z rozszczepieniem.

Jeśli bomba atomowa ma niską moc, ponad 90% substancji radioaktywnych znajduje się w kapeluszu grzyba atomowego, a reszta w jego podstawie. W przypadku eksplozji mocniejszej bomby wspomniane proporcje się odwracają i sam grzyb, ma znikomą ilość cząstek radioaktywnych, których zdecydowana większość znajduje się w jego podstawie. Zaraz po wybuchu bomby znacząco zwiększa się wilgotność powietrza, co w efekcie powoduje dodatkowe wynoszenie chmury atomowej na większą wysokość.

Jakie są fazy formowania się grzyba atomowego?

Formowanie się grzyba atomowego można podzielić na trzy główne fazy:

– faza początkowa,
– faza wznoszenie i stabilizowanie,
– faza końcowa.

Faza początkowa trwa maksymalnie do 20 sekund po wybuchu. W tym czasie formuje się kula ognia, która zaczyna, zasysać to, co znajduje się na ziemi.

Faza wznoszenia i stabilizowania zaczyna się zaraz po fazie początkowej i może trwać nawet 10 minut. W tym czasie gorące powietrze powstałe na skutek eksplozji wznosi się i mamy do czynienia z pierwszymi opadami radioaktywnymi.

Ostatnia faza, czyli faza końcowa trwa nawet 48 godzin, w których czasie cząsteczki radioaktywne wracają na ziemie i są roznoszone poprzez wiatr, opad atmosferyczny i grawitację.

W pierwszej fazie grzyb atomowy ma kolor ciemno-czerwony lub czerwony, a jego ostateczny kolor jest uzależniony od ilości dwutlenku azotu oraz cząstek kwasu azotowego, które powstają w wyniku eksplozji. Przy eksplozji potężnej bomby atomowej ilość tlenku azotu, jaka zostanie wyniesiona w najwyższe partie atmosfery, może mieć wpływ na warstwę ozonową naszej planety.

Są sytuacje, w których, w wyniku eksplozji, mogą się uformować dwa grzyby atomowe, jeden po drugim, jednak do osiągnięcia takiego efektu muszą zostać spełnione odpowiednie warunki.

Co wchodzi w skąd grzyba atomowego?

Chmura, która ma kształt grzyba atomowego, składa się między innymi z:

– pary wodnej,

– zanieczyszczeń zassanych z powierzchni ziemi (jeśli eksplozja miała miejsce na odpowiedniej wysokości),

– produktów radioaktywnych,

– resztek bomby.

Produkty radioaktywne wytwarzają się z powodu rozszczepiania jąder atomowych. Co ciekawe bomba termojądrowa, pomimo ogromne siły rażenia, swoją moc uzyskuje na skutek fuzji jądrowych, które nie są reakcjami promieniotwórczymi. Między innymi z tego powodu, tzw. Car Bomba, pomimo potężnej siły eksplozji, była bombą dość czystą radioaktywnie, w innym przypadku jej eksplozja zanieczyściłaby ziemię radioaktywnymi cząstkami, na poziomie 1/4 wszystkim bomb atomowych, jakie do tej pory zostały zdetonowane.

Grzyb atomowy, czyli śmiertelne, ale fascynujące zjawisko

Bomba atomowa jest przykładem, tego, do czego jest zdolna fizyka. Potężna siła rażenia, która nigdy nie powinna zostać wykorzystana i miejmy nadzieję, że już nigdy nie będzie użyta. Konsekwencją eksplozji bomby nuklearnej jest grzyb atomowy, który jest najbardziej charakterystycznym elementem detonacji, takiego ładunku. Jak widać, za samym formowaniem się grzyba stoi wiele zjawisk fizyki, które są logiczną konsekwencją następstw samej eksplozji. Warto jednak pamiętać, że sam grzyb, choć może wydawać się widokiem fascynującym, jest bardzo niebezpieczny. Produkty radioaktywne powstałe w wyniku eksplozji są dystrybuowane w pierwszej fazie wybuchu właśnie przez grzyb atomowy. Jednak samo zniknięcie grzyba nie oznacza, że zagrożenie minęło, wręcz przeciwnie, skutki eksplozji bomby nuklearnej będą odczuwalne jeszcze bardzo długo po jego zniknięciu.

Najczęsciej zadawane pytania:

Z jakiej odległości widac grzyb atomowy?

To, z jakiej odległości widać grzyb atomowy, zależy od jego wielkości, a ta z kolei zależy od wielkości ładunku wybuchowego i siły eksplozji. Nawiększy wybuch bobmy wodorowej, który miał miejsce na Ziemi, był to wybuch bomby Tsar w 1961. Miał on miejsce blisko koła podbiegunowego. Rozbłysk tego wybuchu był widoczny z ogromnej odległości 965 km, natomiast sam grzyb atomowy urósł na wysokość 64 km.

Jaką wysokość ma grzyb atomowy?

Wysokość grzyba atomowego może wahać się od kilku do kikudziesięciu kilometrów nad ziemią. Zależy to od wielu czynników, w tym wielkości bomby, wysokości , na jakiej dochodzi do wybuchu.

Jaki jest zasięg rażenia bomby atomowej?

Zasięg rażenia bomby atomowej zależy od wielkości ładunku. Dla ładunku wielkości od 1 do kilki kiloton TNT kształtuje się on następująco: 600-900m zasięg fali udeżeniowej, 900-1000m zasięg promieniowania cieplnego, 1-2km zasięg impulsu elektromagnetycznego (powodującego uszkodzenia urządzeń elektrycznych). Do promieniotwórczego skażenia terenu przy takim ładunku dochodzi na powierzchni ok 5 km kw.

Ile trwa promieniowanie po bombie atomowej?

Promieniowanie po bombie atomowej, czyli skażenie promieniotwórcze trwa różnie w zależności od siły wybuchu: od kilku minut do kilku miesięcy, a nawet i kilku lat dla dużych wybuchów..