キノコ雲

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広島原爆のキノコ雲

長崎原爆のキノコ雲

キノコ雲（きのこぐも）は、雲の一種。その由来から、核爆発によって発生する原子雲のことを指していう場合が多い。ただし、キノコ雲の形状そのものは、上昇気流に由来するものであるため、核爆発に限らず、火山の噴煙や通常爆薬や事故による爆発性物質の大規模な爆発による爆煙などでも、よく似た形状を形成する事がある。条件によっては、核爆発であっても"キノコ"のような形にならない場合も当然ある。

[編集] 名称の由来

核爆発実験は1945年以来何度も行なわれてきたが、1954年にアメリカ合衆国がビキニ環礁で行なった水爆実験（キャッスル作戦）の際の原子雲がキノコに似ていたということで、キノコ雲（マッシュルーム・クラウド）の名称が広く知られるようになった。^[要出典]

[編集] 成因

核爆発が起こると瞬間的に巨大な火球ができるが、これは核反応により放出されたX線やガンマ線が空気の原子に衝突してそれらの原子を励起するためで、周囲の条件にもよるが、広島・長崎級の核爆発では直径500メートルから1000メートルくらいである。火球は非常に高温度（太陽の表面温度を優に越す）であるから、地上付近での爆発では土砂や建造物などが気化して火球に取り込まれる。火球は温度が高いため急上昇すると共に冷却していくが、その際、気化した物質や周囲から吸い込んだ水蒸気が凝結して雲の塊となる。そして火球が上昇した後の地表付近では、気圧の差が起こり周りから大量の空気が吹き集まり、収束して、破砕物や水蒸気を含んで上昇するので、火球につながる雲の柱が生じる。それが上空に達すると冷却される。このとき同時に地表より二次元方向に粒子同士が拡散しだし、かつ重力により地表に引き戻されるので全体としてキノコ型を呈することになる。

広島・長崎では原子爆弾は空中爆発で、火球は地表面に達しなかったが、そのような場合でも火球から発する強い衝撃波が地表面を粉砕し、かつ上昇する火球に向けた収束上昇流はできるため、破砕物や水蒸気による雲の柱が形成されてキノコ雲となる。

[編集] 特徴

できたばかりのキノコ雲は、高温による亜硝酸や窒素酸化物のため赤みを帯びているが、次第に普通の雲同様に白色となる。周りの空気より温度が高いので上昇を続けるが、冷却が進むと止まる。キロトン級の核爆発では圏界面に達した所で上昇は止まるが、1メガトンを越える大規模なものでは成層圏にまで上っていく。1954年3月1日のビキニでの水爆実験では、キノコ雲の高度は9万フィート（3万メートル）に達した。

キノコ雲のもととなる火球は強い上昇力を持っているので、キノコ雲は積乱雲の一種と言える。実際、雷や雨を伴う。広島や長崎で降った黒い雨がその例である。ただし、雲自体はもちろん雨も強力な放射能を帯びている。通常の積乱雲は持続的な上昇気流により維持されるので、寿命は数時間以上あるが、キノコ雲では火球の上昇が終われば成長も止まり、周囲への拡散や他の雲にまぎれたりして、1時間程度で崩壊する。

[編集] その他の例

火山の爆発（噴火）による噴煙も、状況によってはキノコ状になり、キノコ雲と呼ばれる。普通は高さ数千メートルであるが、特に巨大な爆発ではメガトン級の核爆発に匹敵する、成層圏に達する規模のものが見られる。通常爆薬などが大量に爆発した際にもキノコ型の爆煙が発生する事がある。戦艦大和が撃沈された際には積載していた大口径砲弾類の誘爆により高さ2000メートルに及ぶキノコ型の爆煙が上がり、このような場合もキノコ雲と呼ばれる事があるが、厳密には異なるものである。

この様に、核爆発以外にもキノコ雲自体は古来より観測可能である。タイムトラベル作品などで、1945年の最初の核実験以前にキノコ雲の図案が用いられているのを「未来から当時にタイムトラベルした人間が存在する証拠」としている物があるが（アイザック・アシモフ『永遠の終り』など）、厳密にはこれは正しくない事になる。