2020年8月，黎巴嫩首都贝鲁特市的港口附近发生了巨大爆炸，天空中腾起一朵又白又大的蘑菇云。尽管官方通报称这场爆炸是由大量硝酸铵燃爆引起的，但是有许多人竟根据现场的蘑菇云，猜测是不是遭到原子弹袭击。

那么，只有原子弹爆炸才会产生蘑菇云吗，蘑菇云是怎么产生的呢？

原子弹如何“长蘑菇”

原子弹的爆炸原理是通过加热加速中子，让中子去轰击核燃料（铀-235等放射性元素）。核燃料发生裂变，释放出大量能量和高能粒子。当一颗原子弹被引爆后，会在极短时间内使周围空气发生电离。爆炸中心将在几毫秒内产生数千万度高温与几百万个亿帕的高压。

高温高压使周围的空气升温膨胀，被边缘的冷空气迅速推举上升。原子弹产生的巨大能量能使高温气流上升到平流层（离地表10千米到50千米的高空）的高度，直到遇到更强势的冷空气阻止它继续上升。依靠那股上冲时的巨大能量，地面的石头、碎片、粉尘等物质颗粒同时被推到高空，这股上升的气流就形成了“蘑菇茎”。

往上冲的热气团被“挡住”了前路，无法马上掉头，因为下方仍在上升的热气流阻挡了它们的回头路，所以它们只能向四周扩散。在上升过程中，热气不断与周边的冷空气接触，进行热量交换，最终会降温到与周围气体的温度一致，两者的温度和气压接近了，热气团就能融入四周冷空气中。源源不断的热气流冷却后重复此过程，就形成了“蘑菇顶”。这样，一个完整的蘑菇云便形成了。

生活中的“蘑菇云”

并不是只有核爆炸时才会产生蘑菇云。只要有较大的力量在空气或水体这样的流体中爆发，使流体出现压强或密度差异，较轻的流体被较重的流体向上推举，流体间不断地进行能量交换，就会出现“蘑菇云”现象。

老烟民口中吹出来的烟圈也算是一朵超小型蘑菇云。他们一口气吸入大量烟气，将烟气聚集在咽喉处，等烟气从咽喉挤向口腔时，嘴唇呈“O”型，缩紧喉咙，用力呼气，一个个烟圈就形成了。这个过程与原子弹爆炸相似，烟气相对外界空气是温度较高、密度较小的上升气流，烟民向外喷出的力量就像炸弹爆炸时的推力。当烟圈被从缩小的嘴唇推出来时，“蘑菇顶”被外界空气推挤向上，后续的烟圈汇成了“蘑菇茎”，直到烟气与周围空气热量交换完毕，两股气流最终融合在一起，“蘑菇云”才会消散。

直升机在下降或下滑飞行阶段也常伴有“蘑菇云”，这是因为当直升机忽然悬停时，由于主旋翼的搅动，机翼周围空气气压较小，静止空气会大量向主旋翼涌来。这样产生的“蘑菇云”会使旋翼再次转动，直升机失去平衡，导致直升机发生抖动、摇晃等现象，严重时甚至会发生无法控制的坠地事故。

消除不想要的“蘑菇云”

“蘑菇云”有时候会给我们的生产生活带来不好的影响，我们能不能减少它们的产生呢？美国物理学家阿林达姆·班纳吉通过研究，初步了解了蘑菇云的形成参数。

班纳吉的研究课题是可控核聚变，但是他的研究一直受制于“蘑菇云”的形成——核燃料的金属外壳和气体的交界处存在气压和密度不同的现象。由于气流的运动和燃料容易在尚未压缩至聚变时提前爆炸，如何减小气流的搅动，成为班纳吉亟待解决的问题。他尝试把蛋黄酱纳入实验，结果发现，这款蛋黄酱的物理性质与高温下熔化的氢弹的外壳金属非常相似。如果知道了什么条件下蛋黄酱会在空气中形成“蘑菇云”，也就能避免核燃料提前爆炸的现象。

他和实验团队将冷藏的蛋黄酱倒进一个有机玻璃容器内，上方再扣上同样的空容器，让蛋黄酱和空气形成密度梯度，然后将其固定在加速离心旋转轮上。当转轮开始转动时，蛋黄酱会在离心力作用下喷射出来，形成大小不一的“蘑菇云”。结果表明，初始振幅和波长越小，蛋黄酱“爆炸”需要的时间就越长，形成的蘑菇云也就越小。

也许未来每一个飞行员都要感谢蛋黄酱帮助他们解决了一个难题。

据《大科技》