버섯 구름

버섯 구름(mushroom cloud)은 응축된 수증기나 먼지로 구성된 버섯 형상의 구름으로 매우 큰 폭발의 결과이다. 일반적으로는 핵폭발과 연관되지만, 어떤 종류의 폭발이라도 충분히 큰 규모라면 버섯구름을 생성할 수 있으며, 잘 알려진 자연적인 버섯구름으로는 화산 폭발로 인해 일어나는 버섯구름이 있다.

나가사키의 원폭 (1945년 8월 9일)

버섯 구름은 레일리-테일러 인스터빌리티를 생성하는 지면 근처의 뜨겁고 저밀도의 기체의 큰 덩어리의 저기압이 갑작스러운 형성된 결과로 만들어진다. 기체 덩어리가 급하게 상승하여 그 가장자리 주위에서 아래 방향으로 꼬이는 난류의 소용돌이를 만들며, 그 줄기를 형성하는 중심에 추가의 연기와 먼지의 기둥을 위로 끌어 올린다. 기체의 덩어리는 결국 주위 공기보다 더이상 저기압이 아닌 고도까지 도달한 뒤에 사라진다.

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  버섯 구름 내부

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  캐슬 로메오의 수폭 실험, 응축고리 형성

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  버섯 구름 형성

초기 기사 및 용어의 발단

이 용어는 1950년대 초에 만들어진 것으로 보이지만, 폭발로 인해 생겨난 버섯 구름은 원자력 시대 수 세기 전에 설명되고 있었다.

1782년 프랑스-스페인 간의 지브롤터 공격 당시 무명 예술가의 작품을 보면, 영국 수비대가 가열된 총격을 가해 불을 지핀 후 공격군의 부유 포대 하나가 버섯구름과 함께 폭발하는 장면이 나온다.

1798년, 게르하르트 비엣(Gerhard Vieth)은 고타 근처에 "모양이 버섯과 다르지 않은" 구름에 대한 상세하고 삽화가 있는 설명을 출판했다. 이 구름은 몇 년 전 따뜻한 여름 오후에 공사관 상담가 리히텐베르크(Lichtenberg)에 의해 관측되었다. 불규칙적인 기상 구름으로 해석되었고 그 아래에서 발달한 새로운 먹구름에서 비와 천둥과 함께 폭풍을 일으킨 것으로 보인다. 리히텐베르크(Lichtenberg)는 나중에 다소 유사한 구름을 관측했다고 언급했지만, 이처럼 주목할 만한 구름은 없었다.

1917년 핼리팩스 폭발은 버섯구름을 만들었다.

1930년 올라프 스테이플던(Olaf Stapledon)은 그의 소설 "Last and First Men"에서 최초로 원자 무기의 시연을 상상했고, "끓는 바다에서 나오는 증기 구름.. 증기와 파편으로 이루어진 거대한 버섯(clouds of steam from the boiling sea.. a gigantic mushroom of steam and debris)"

1937년 10월 1일, 타임즈는 일본이 중국 상하이를 공격하여 "거대한 연기 버섯"을 일으켰다는 기사를 실었다.

제2차 세계대전 중 일본 전함 야마토의 파괴로 버섯구름이 생성되었다.

1945년 8월 13일자 런던타임즈에 일본 나가사키 상공의 원자폭탄 구름이 "연기와 먼지의 거대한 버섯"으로 묘사되었다. 1945년 9월 9일 뉴욕타임즈는 나가사키 폭격의 목격자 기사를 실었는데, 이 기사는 맨해튼 계획의 공식 신문 특파원인 윌리엄 L. 로렌스가 작성한 것으로, 폭탄이 "보라색 불의 기둥"을 만들어 냈고, 그 위에는 "기둥의 높이를 총 45,000 피트까지 증가시킨 거대한 버섯"이 있었다고 썼다

1946년 교차로 작전 핵폭탄 실험은 "컬리플라워" 구름을 가진 것으로 묘사되었지만, 참석한 기자는 "이제는 원자시대의 일반적인 상징이 된 버섯"에 대해서도 언급했다. 버섯은 전통적으로 삶과 죽음, 음식과 독과 연관되어 왔으며, 이것은 버섯을 "컬리플라워" 구름보다 더 강력한 상징적 연관성으로 만들었다.

원리

버섯 구름은 지구 중력 하에서 많은 종류의 큰 폭발에 의해 형성되지만 핵폭발 후의 모습으로 가장 잘 알려져 있다. 중력이 없거나 두꺼운 대기가 없다면 폭발물의 부산물 가스는 구형으로 유지된다. 핵무기는 보통 구형으로 팽창하는 불덩이와 폭발파의 효과를 극대화하기 위해 (일부 에너지가 지면 운동에 의해 소멸되기 때문에 충격이 있는 것이 아닙니다) 땅 위에서 폭발한다. 폭발 직후, 불덩이는 열기구와 같은 원리로 작용하며 공기 중으로 상승하기 시작한다.

뜨거운 가스가 지면을 충분히 청소한 후 움직임을 분석하는 한 가지 방법은 '구형 캡 버블'로서 상승 속도와 관측된 직경 사이에 일치하기 때문이다.

이것이 상승하면서 레일리-테일러 불안정이 형성되고 공기가 위로 빨려들어가서(굴뚝의 상승기류와 유사하게) 구름 속으로 "후풍"이라고 알려진 강한 기류를 생성하는 한편, 구름의 머리 부분 안에서 뜨거운 가스가 토로이드 모양으로 회전한다. 폭발 고도가 충분히 낮으면, 이러한 후풍이 아래 지면의 먼지와 파편을 끌어들여 버섯구름의 줄기를 형성한다.

뜨거운 가스의 질량이 평형 수준에 도달한 후, 상승이 멈추고, 구름은 특징적인 버섯 모양으로 평평해지기 시작합니다. 보통 붕괴하는 난류로 인한 표면 성장의 도움을 받는다.

외부 링크

• 위키미디어 공용에 버섯 구름 관련 미디어 분류가 있습니다.
• 버섯구름 - 두산세계대백과사전
• Carey Sublette의 핵무기 기록보관소
• DOE 네바다 사무소