Conosciamo tutti la potenza e la pericolosità dell’esplosione della bomba atomica, che fu usata per la prima volta durante la Seconda guerra mondiale. L’immagine più emblematica di queste esplosioni è sicuramente la nube a forma di fungo che si crea subito dopo. Ma come si forma questo fenomeno?
L’esplosione delle bombe nucleari
Quando una bomba atomica esplode si verifica un enorme aumento di temperatura e l’energia si disperde in tutte le direzioni. Sebbene inizialmente l’esplosione formi una sfera di aria calda, questo è solo l’inizio della storia, secondo Katie Lundquist, ricercatrice di ingegneria computazionale presso il Lawrence Livermore National Laboratory in California. Man mano che l’aria calda sale, si libera una miscela di gas, come anidride carbonica, anidride solforosa e biossido d’azoto e la maggior parte della sfera nella colonna centrale subisce una maggiore galleggiabilità rispetto ai bordi.
“Il modo in cui una sfera è modellata, hai la più grande colonna di fluido a bassa densità nel mezzo, quindi cresce più velocemente”, ha dichiarato Lundquist a WordsSideKick.com.
Sebbene l’intera sfera si alzi ad una velocità maggiore, l’aria più fresca all’esterno della sfera inizia ad “accumularsi sotto la bolla in aumento”. La percezione che il cappello del fungo si arricci verso il basso e intorno al gambo è dovuta principalmente alle differenze di temperatura al centro del cappello e sul suo bordo. La parte centrale è più calda e quindi salirà più velocemente, consentendo ai bordi esterni più lenti di essere assorbiti dai meravigliosi attributi della convezione dello stelo. A volte l’aria verrà espulsa o spostata all’interno della colonna e riscaldata per risalire, creando un piccolo anello centrale.
Quando raggiunge i strati più alti dell’atmosfera, è presente lo strato di ozono e la radiazione solare che assorbe lo riscalda. Improvvisamente, l’aria che sale dalle esplosioni non sarà più calda e meno densa dell’aria circostante. Quindi, invece di alzarsi ulteriormente, si apre sotto forma di un cappello a fungo.
Questi test sono stati fatti sulla Terra, ma Lundquist ha spiegato che se una bomba atomica dovesse esplodere sulla Luna, l’effetto non sarebbe lo stesso. “Hai bisogno di un’atmosfera in modo che possa avere quel materiale fluido. Non accadrà nel vuoto”, ha aggiunto la ricercatrice. Pertanto, l’ambiente senz’aria della Luna non avrebbe modo di distorcere la sfera originale e non ci sarebbe alcuna differenza nella densità dell’aria per risucchiare quel materiale circostante per far crescere la nuvola.
Nell’aspetto, simili alle nubi a forma di fungo create dalle esplosioni atomiche sono anche le nubi create dalle bombe termobariche, o da altri fenomeni naturali potenti, come per esempio le eruzioni vulcaniche. Il “fungo” più grande, fu quello creato dall’ eruzione del vulcano Tambora, in Indonesia, nel 1815.
Le bombe di Hiroshima e Nagasaki
Anche nel caso delle bombe atomiche, questi “funghi” possono essere diversi. A seconda della resa esplosiva della bomba e dell’altezza alla quale viene fatta esplodere, la nube risultante avrà caratteristiche diverse. I bombardamenti atomici di Hiroshima e Nagasaki, in Giappone, alla fine della Seconda guerra mondiale, ebbero due parti principali.
Una parte conteneva le onde della nuvola bianca sopra, formata dai prodotti vaporizzati della bomba stessa e dall’acqua di condensazione dell’aria circostante. L’altra parte era uno stelo di materiale e detriti che giaceva a terra. Il cappello e lo stelo di queste nuvole non si sono incontrati, poiché le bombe sono state fatte esplodere in alto, a quasi 610 metri dal suolo.
Anche se hanno causato gravissimi danni, queste due bombe erano piuttosto deboli rispetto alle bombe sviluppate in precedenza, le loro esplosioni avevano una potenza di 20 chilotoni, come dichiarato dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti. Al polo opposto, la Bomba dello Zar russo aveva una potenza di 50.000 chilotoni.
