當炸彈爆炸時，能量會不分青紅皂白地向四面八方射出。那麼，為什麼核爆炸會導致蘑菇雲，而不是不斷擴大的火球？

馬紹爾群島比基尼環礁的貝克日爆炸，由附近島嶼上的自動操作相機記錄。注意爆炸後立即形成的蘑菇雲

形成蘑菇雲的原因

美國加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室計算工程研究員凱蒂·倫德奎斯特 (Katie Lundquist) 表示：“儘管能量爆發最初確實形成了一個熱空氣球體，但這只是故事的開始。由於熱空氣上升，中間柱中較大的球體的核心所在會比邊緣承受更大的浮力”。

“按照球體的形狀，中間有最大的低密度流體柱，因此上升最快，”就像在烤箱中上升的紙杯蛋糕的中間一樣。

儘管整個球體都在上升，但由於這個中間柱以更大的緊迫性升高，球體外較冷的空氣開始“衝入正在上升的氣泡下方”。

這會導致上升的氣泡扭曲成圓環或甜甜圈形狀。而且由於熱空氣分子在帶電狀態下快速移動，以高速相互彈跳，最終在它們之間形成了如此大的空間，以致於形成近乎真空的狀態。這種物質射流被吸入真空並向上推，從而形成頂部的蘑菇雲和底部環面內較平坦的區域。 這種吸入灰塵和碎屑的噴射流形成了蘑菇的莖，即使它進入蘑菇蓋也是如此。

該圖顯示了核爆炸後流體移動的方向。

戰時投下的核彈和科學實驗表明蘑菇雲可以在地球上形成，

核彈在太空中爆炸會形成蘑菇雲嗎？

如果月球被核彈，會產生蘑菇雲嗎？ 說答案是否定的。

“你需要一個大氣層，這樣他們才能擁有那種流體物質，”比如空氣，“這不會發生在真空中。” 月球的無空氣環境無法將最初的球體扭曲成環面，並且空氣密度不會有任何差異來吸收該物質柱以生長雲。

各種炸彈爆炸產生的蘑菇雲一樣嗎？

正如有不同種類的蘑菇，也有各種各樣的蘑菇雲。根據炸彈的爆炸當量和爆炸高度，產生的蘑菇雲會有不同的特徵。

第二次世界大戰結束時發生在日本廣島和長崎的爆炸有兩個主要部分。一部分包括上方的滾滾白雲，由炸彈本身的汽化產物和周圍空氣中的冷凝水製成。另一部分是一根棕色物質和從地面延伸出來的碎片的莖。但是兩者並沒有完全接觸，如下圖所示。

1945 年 8 月 8 日對日本長崎的核彈襲擊

“有一團非常明顯的白雲，然後是下面的棕色雲。”這些雲上的帽和杆沒有相遇，因為炸彈在高處引爆，距離地面近610 米。據美國能源部稱，儘管它們造成了毀滅性的破壞，但與後來製造的武器相比，它們相當薄弱，爆炸時的爆炸力約為 20 千噸 TNT 或更少。（另一方面，蘇聯的沙皇炸彈產量為 50,000 千噸 TNT。）

在經過測試的核彈中，核彈更強大或在離地面更近的地方爆炸，莖和帽融合成經典的蘑菇外形。

Lundquist 和她的實驗室同事研究這些影響，以便在發生核危機時，他們將能夠“知道放射性粒子的位置，以正確預測沉降，然後為保護公眾健康的後果管理提供指導。”

根據《原子科學家公報》，雖然核世界末日的威脅是真實存在的，但全世界的核武庫總和包含近 10,000 顆核彈，低於 1980 年代的 60,000 多顆。