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परमाणु बम मशरूम के बादल क्यों बनाते हैं?

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मार्शल द्वीप में बिकनी एटोल में बेकर डे विस्फोट, जैसा कि पास के एक द्वीप पर स्वचालित रूप से संचालित कैमरे द्वारा रिकॉर्ड किया गया है। विस्फोट के तुरंत बाद मशरूम के बादल बनने पर ध्यान दें। (छवि क्रेडिट: बेटमैन आर्काइव / गेट्टी छवियां)

जब कोई बम फटता है, तो ऊर्जा सभी दिशाओं में अंधाधुंध रूप से बाहर निकलती है। तो, आग की एक विस्तारित गेंद के बजाय, परमाणु विस्फोटों का परिणाम मशरूम के बादलों में क्यों होता है?

हालांकि कैलिफोर्निया में लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी में कम्प्यूटेशनल इंजीनियरिंग के एक शोधकर्ता केटी लुंडक्विस्ट के अनुसार, ऊर्जा का विस्फोट शुरू में गर्म हवा का एक क्षेत्र बनाता है, यह कहानी की शुरुआत है। क्योंकि गर्म हवा ऊपर उठती है, मध्य स्तंभ में गोले का बड़ा हिस्सा – जहां a . का कोर होता है सेब होगा – किनारों की तुलना में अधिक उछाल का अनुभव करता है।

लुंडक्विस्ट ने कहा, “जिस तरह से एक गोले का आकार होता है, आपके पास बीच में कम घनत्व वाले तरल पदार्थ का सबसे बड़ा स्तंभ होता है, जिससे वह सबसे तेजी से ऊपर उठता है।” (यद्यपि स्थानीय भाषा में हम “द्रव” और “तरल” का परस्पर उपयोग करते हैं, वैज्ञानिकों के लिए, “द्रव” शब्द या तो तरल या गैस का उल्लेख कर सकता है; दोनों में एक निश्चित आकार की कमी होती है, प्रवाह करने में सक्षम होते हैं और उनका वर्णन किया जा सकता है। लुंडक्विस्ट के अनुसार, गणितीय समीकरणों के एक ही सूट द्वारा।)

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हालांकि पूरा गोला ऊपर उठता है, क्योंकि यह मध्य स्तंभ अधिक तात्कालिकता के साथ ऊपर उठता है, गोले के बाहर की ठंडी हवा “उगने वाले बुलबुले के नीचे भागना” शुरू कर देती है, लुंडक्विस्ट ने लाइव साइंस को बताया।

यह बढ़ते बुलबुले को टोरस, या डोनट आकार में विकृत करने का कारण बनता है। और क्योंकि गर्म हवा के अणु अपनी सक्रिय अवस्था में तेजी से घूमते हैं, उच्च वेगों पर एक-दूसरे से उछलते हुए, वे अंत में आपस में इतनी अधिक जगह बनाते हैं कि वे एक निकट निर्वात का निर्माण करते हैं। लुंडक्विस्ट ने कहा, “सामग्री का यह जेट है जिसे वैक्यूम में चूसा जा रहा है, और इसलिए शीर्ष पर मशरूम बादल और तल पर टोरस के भीतर चापलूसी क्षेत्र बनाता है।” यह जेट, जो गंदगी और मलबे को चूसता है, मशरूम के तने को तब भी बनाता है जब वह मशरूम की टोपी को खिलाता है।

यह आरेख उस दिशा को दर्शाता है जिसमें परमाणु विस्फोट के बाद तरल पदार्थ गति करते हैं। (छवि क्रेडिट: विकिमीडिया कॉमन्स; (सीसी एसए 1.0))

युद्ध के दौरान गिराए गए परमाणु बम और वैज्ञानिक प्रयोगों से पता चलता है कि मशरूम के बादल पृथ्वी पर बन सकते हैं, लेकिन अंतरिक्ष में क्या? यदि चंद्रमा को नुकीला किया जाता, तो क्या मशरूम का बादल होता? लुंडक्विस्ट ने कहा कि उत्तर “नहीं” है।

“आपको एक वातावरण की आवश्यकता है ताकि उनके पास वह तरल पदार्थ हो,” जैसे हवा, उसने कहा। “यह शून्य में नहीं होने वाला है।” चंद्रमा के वायुहीन वातावरण में प्रारंभिक गोले को टोरस में विकृत करने का कोई तरीका नहीं होगा, और बादल को विकसित करने के लिए सामग्री के उस स्तंभ को चूसने के लिए वायु घनत्व में कोई अंतर नहीं होगा।

जिस तरह मशरूम की विभिन्न प्रजातियां होती हैं, उसी तरह मशरूम के बादल भी होते हैं। बम की विस्फोटक उपज और जिस ऊंचाई पर यह बंद हो जाता है, उसके आधार पर परिणामी मशरूम बादल में अलग-अलग विशेषताएं होंगी। जो धमाका हुआ उसकी तरह हिरोशिमा और नागासाकी, जापान, द्वितीय विश्व युद्ध के खंडन में दो मुख्य भाग थे। एक भाग में ऊपर सफेद बादल के बिल, बम के वाष्पीकृत उत्पादों से बने और आसपास की हवा से संघनित पानी शामिल थे। दूसरा भाग भूरी सामग्री का एक तना और जमीन से फैला हुआ मलबा था। लेकिन दोनों ने काफी संपर्क नहीं किया, जैसा कि आप नीचे दी गई तस्वीर में देख सकते हैं।

8 अगस्त, 1945 को जापान के नागासाकी पर परमाणु बम हमला। (छवि क्रेडिट: फोटो 12 ​​/ यूनिवर्सल इमेज ग्रुप गेटी इमेज के माध्यम से)

लुंडक्विस्ट ने कहा, “एक बहुत ही अलग सफेद बादल है, और फिर उसके नीचे एक भूरा है।” इन बादलों पर टोपी और तना नहीं मिला, क्योंकि बम जमीन से लगभग 2,000 फीट (610 मीटर) की ऊंचाई पर विस्फोट किए गए थे। और यद्यपि उन्होंने विनाशकारी मात्रा में नुकसान पहुंचाया, वे बाद में बने हथियारों की तुलना में काफी कमजोर थे, लगभग 20 किलोटन टीएनटी या उससे कम के बल के साथ विस्फोट, अमेरिकी ऊर्जा विभाग के अनुसार. (स्पेक्ट्रम के दूसरे छोर पर, सोवियत संघ का ज़ार बॉम्बे 50,000 किलोटन टीएनटी की उपज थी।)

लुंडक्विस्ट ने कहा कि परीक्षण किए गए परमाणु बमों में से जो मजबूत थे और / या जमीन के करीब विस्फोट हुए, स्टेम और टोपी क्लासिक मशरूम प्रोफाइल में विलीन हो गई।

लुंडक्विस्ट और उनके प्रयोगशाला सहयोगियों ने इन प्रभावों का अध्ययन किया ताकि, परमाणु संकट की स्थिति में, वे “यह जान सकें कि रेडियोलॉजिकल कण कहां सही ढंग से गिरावट की भविष्यवाणी कर रहे हैं और फिर परिणाम प्रबंधन पर मार्गदर्शन प्रदान करते हैं जो सार्वजनिक स्वास्थ्य की रक्षा करेगा।”

जबकि की धमकी परमाणु प्रलय का दिन वास्तविक है, दुनिया के संयुक्त शस्त्रागार में लगभग १०,००० परमाणु बम हैं, जो १९८० के दशक में ६०,००० से अधिक थे, परमाणु वैज्ञानिकों के बुलेटिन के अनुसार.

मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित।

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