见过核弹刚刚炸开时的样子吗?
我们看到的一般的核弹爆炸都是那种已经炸开很久的蘑菇云的照片,但是有人却见过核弹刚刚炸开几毫秒内的情景。
这些照片是麻省理工学院的电子工程学教授哈罗德·金顿( Harold Edgerton) 在20世纪40-50年代研发的相机 Rapatronic 拍摄到的。
那么,为什么要拍摄这些照片呢?
因为对于早期的核武器研发科学家来说,观察核爆时的变化对于他们的科研很重要。
由于核反应的发生速度很快,威力巨大,因此很难在近距离拍摄核爆的过程。我们通常看到的蘑菇云一般也是在远距离拍摄的。
1945年,人类史上第一次核试验三位一体(trinity)随时间的演化和帝国大厦的对比。@Alex Wellerstein
1947年时,美国原子能委员会(Atomic Energy Commission)委托哈罗德·金顿和两个同事 Kenneth Germeshausen 和 Herbert Grier 设计拍摄刚刚引爆的核弹的方法。
到了1950年的时候,他们所在的公司 EG&G 研发了一个能够在核弹发生时的瞬间捕捉反应图像的装置。这个装置就是 Rapatronic,意思是快速反应电子快门(Rapid Action Electronic shutter)。
Rapatronic 相机
就是靠这种由磁场控制快门的照相机,人们在离爆炸地点11千米的地方拍摄到了核弹爆炸后1毫秒内发生的变化。
下面就是这种摄像机拍摄到的核弹爆炸时诡异而优美的图像。
△ 这是装有核弹的塔楼的照片。
△ 这是核弹爆炸瞬间塔楼的情况。在照片中可以看到,由于X光辐射,塔楼在照片中看起来有些透明。
△ 1957年5月28日Boltzmann (相当于1.2万吨TNT) 核弹爆炸时的情景。你可以看到,爆炸的光球中有些突出的类似毛刺的东西,那是塔楼的缆线吸收了热辐射后蒸发的情景。这个效应被称为绳子把戏效应(rope trick effect)。
△ 这是1967年6月24日Priscilla (相当于3.7万吨TNT) 爆炸时的情景。这个核弹由一个气球吊在半空中,绳子把戏效应非常明显。
△ 1952年6月5日How (相当于1.4万吨TNT,广岛原子弹当量是1.5万吨TNT) 爆炸时的情景。你看到的是一个等离子球形成的光球。
△ 这张图片的拍摄时间比上一张迟1毫秒。此时等离子球已变成了火球。图片下方的约书亚树即将被火焰吞噬。
△ 1956年7月3日魔昊克核弹(Mohawk,相当于36万吨TNT)试爆时的情景。热核弹魔昊克比上面3个核弹加起来还要强。它看起来像个外星生物。
借助这些珍贵的发现,科学家们发现核爆发生的几毫秒后就会形成震波波前(shock front),它使火球迅速扩张。但是当震波(shock wave)加热附近的空气时,核弹附近就会形成一道障碍,阻止火球的蔓延。
来看看由这些照片合成形成的动图吧——
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