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当一个核装置被引爆时，周围较大范围内都将产生大量的X射线、中子 、α粒子等高能粒子，它们不仅具有摧毁四周一切建筑、杀死大范围内一切有生命的物体的本领，更直接的作用是极迅速地加热周围空气。这些高温空气和着大量尘埃在爆炸力和浮力作用下高速升空。最先它们升空时是形成一道云柱，当云柱升高膨胀后，其顶部空气和尘埃碰到上面的冷空气将开始降温。当这些上升的空气和尘埃降温到同周围空气几乎等温时，它们将减速上升，然后改变运动方向，变成向周围平移，最后逐渐变为下降。由于“云柱”的变化在其顶部的各个方向一般都比较均匀，“蘑菇云”因此得以形成。