Der Aufstieg eines Atompilzes. Wer könnte sich nicht an die eindringlichen Bilder und Dokumentationen über Atombombenexplosionen erinnern? Man sieht die gewaltigen Wolken – die sich nach dem Detonationsereignis in die Höhe schrauben. Doch was geschieht dabei genau? Der Atompilz ist weiterhin als nur ein schockierendes Bild – er ist das eindrucksvolle Resultat von physikalischen Prozessen.
Die Bildung eines Atompilzes geschieht durch den Feuerball und die darauffolgende Konvektion. Hierbei reist eine Mischung aus Staub, Asche und heißen Gasen in schwindelerregende Höhen. Eine wichtige Größe ist die Explosionsenergie. Diese bestimmt die Höhe und Breite des Pilzes maßgeblich. Und nicht nur das – ebenfalls die Detonationshöhe ist entscheidend. Wetterbedingungen können die Entfaltung stark beeinflussen. Geringe Sprengenergien resultieren dadurch in kleineren Pilzen.
Doch welche Höhen sind bei großen Explosionen zu erwarten? Die Antwort liegt bei den Eigenschaften der Stratosphäre. Hier wird der Aufstieg durch Temperaturinversionen beeinträchtigt. Diese Schicht der Atmosphäre hat eine isolierende Wirkung. Dies bedeutet – dass warme Luft nicht einfach aufsteigen kann. Aber bei extrem starken Explosionen – Think Big! – dehnt sich der Wolkenvolumen bei abnehmendem Druck weiter aus. Plötzliche Höhengewinne treten auf und führen oft dazu, dass die maximalen Ausmaße des Atompilzes Beobachtungen vom Boden aus übersteigen.
Ein faszinierender Aspekt: Der Kopf des Atompilzes bleibt nach einigen Minuten stabil. Dies geschieht in der Regel bei großen Explosionen. Nach Erreichen dieser Höhe geschieht Interessantes. Die ☁️ dehnt sich vor allem seitwärts aus. Das bedeutet – dass diese bei gewaltigen Explosionen stark an Breite zunimmt. Simulationen von Explosionen über 1000 Megatonnen zeigen: Dass diese sich einfach nicht stabilisieren können. Extrembeispiel: Der Einschlag des Kometen Shoemaker-Levy 9 auf Jupiter.
Was noch bemerkenswert ist: Der Atompilz kann einen leuchtenden Ring aufweisen. Entstanden durch die toroidale Rotation des Feuerballs. Reibung an der umgebenden Luft spielt hier eine Rolle. Diese hitzigen Gase sammeln sich und bilden einen hellen Schlauch. Bei Atomtests sind auch parallele Rauchstreifen sichtbar. Diese stammen allerdings nicht von der Explosion selbst. Vielmehr handelt es sich um zuvor abgeschossene Rauchspurraketen zur Vermessung der Druckwelle.
Die Eigenschaften der Erdatmosphäre beeinflussen die Wolkenbildung durcheinen komplexen Mix aus physikalischen Gesetzen. Irrelevant ist hier auch nicht der politische Kontext – dieser zeigt, in welchem Maße der Atompilz als Überbleibsel der orangefarbenen Explosionen das Bild des Krieges prägt. Das Symbol für die Zerstörungskraft von Kernwaffen. Die Wissenschaft hat die grundlegenden Mechanismen verstanden und das ist auch wichtig. Schließlich sind der Atompilz und die damit verbundenen physikalischen Phänomene ein eindringlicher Hinweis auf die Tragik und die Gefahren nuklearer Waffen die nicht ignoriert werden dürfen.
Warum entsteht bei der Explosion einer Atombombe ein Atompilz?
Welche physikalischen Prozesse führen zur Bildung eines Atompilzes bei einer nuklearen Explosion?