Ядерный взрыв сопровождается образованием грибовидного облака, что связано с физическими процессами, происходящими после детонации. Сначала выделяется огромная энергия, формирующая сферу из горячего воздуха.
Однако центр этой сферы обладает большей плавучестью, чем края, что вызывает подъем воздуха в виде столба, похожего на сердцевину яблока. Это явление объясняется законом распределения плотностей: горячий воздух стремится вверх, а холодный заполняет пространство внизу.
По мере подъема сфера трансформируется в форму тора, или пончика. В результате в верхней части облака образуется характерная "шляпка", а в нижней — "ножка". Эти формы возникают из-за разницы температур и давления: горячий воздух втягивает частицы пыли и мусора, что визуально усиливает эффект.
В безвоздушной среде, например, на Луне, грибовидное облако образоваться не может. Отсутствие атмосферы лишает взрыв текучего материала, необходимого для формирования классической формы.
Характеристики грибовидного облака зависят от мощности взрыва и его высоты. Например, в случае атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки белая шляпка из пара и конденсированной влаги не соединялась с коричневым столбом мусора, так как взрывы произошли высоко над землей. Современные ядерные испытания показывают более классическую форму, где шляпка и ножка объединяются.
Исследования подобных эффектов важны для прогнозирования последствий ядерных взрывов. Они позволяют моделировать распространение радиоактивных частиц и минимизировать вред для здоровья населения. Несмотря на снижение общего числа ядерных боеголовок по сравнению с холодной войной, глобальная угроза ядерного конфликта сохраняется.