Bedste svar
I modsætning til mange tidligere svar ville detonering af enheden i højere højde muliggøre termisk stråling og eksplosionsskader ud over horisonten, med en teoretisk grænse på en hel halvkugle for termisk stråling, hvis det nukleare udstyr f.eks. var i samme afstand fra jorden som solen er og udsendte den samme energi som solen gør (forudsat at kraften ikke var så kraftig at fordampe hele jorden og dermed overføre termisk energi gennem jorden til halvkuglen på den modsatte side, hvilket er inden for rammerne af den teoretiske mulighed, hvis ikke med en konventionel nuke så bestemt med et stort nok stykke antimateriale ). For eksempel estimerer dette websted: Nuclear Weapon Effects Calculator , at et Teraton-luftbrud i en optimal eksplosionshøjde ville producere en ildkugle 160 miles i diameter i en varighed på 37 minutter , stort nok til, at hvis det blev detoneret halvvejs mellem New York og Boston, ville det opsluge begge disse byer og alt imellem, og det er bare ildkuglen, med eksplosionsbølger og termiske effekter, der strækker sig meget længere. Lommeregneren, jeg brugte, siger, at et 1 Teraton-våbens optimale luftbursthøjde ville være omkring 100 miles over jordens overflade, men det kunne give mere mening at detonere det i en lavere højde, så mere af ildkuglen ville være inde i stratosfæren, afhængigt af “Ønskede” effekter, hvis du kan bruge ordet “ønsket” i denne sammenhæng. Den termiske energi og den ioniserende energi ville blive transmitteret gennem rummet, selvom eksplosionen ville blive initieret langt uden for atmosfæren, og at energien igen ville generere en eksplosionsbølge og en ildkugle, når den til sidst påvirkede atmosfæren i en højde, hvor der er nok stof til, at en ildkugle kan forekomme. Detonering i en højde af 100 miles kan maksimere termiske, eksplosions- og ioniseringseffekter, men alt dette er rent hypotetisk, da der aldrig har været en så stor eksplosion i rummet 100 miles over jordens overflade, 69 miles over stratosfæren og 80 miles over ozonet lag. Hvis virkningerne lignede noget atmosfæriske detonationer, og detonationen fandt sted i en højde af 100 miles, ville 5 psi-eksplosionsradius være 323 miles (langt nok til at kollapse de fleste boligbygninger lavet af træ eller mursten, snap telefonstænger i halve og forårsage universelle eksplosionsskader på alle og alt fra Saint Louis, MO hele vejen til Houston, TX), 3. graders forbrændinger ville resultere i en radius på 17.000 miles (strækker sig langt ud over en hel halvkugle ud i rummet), og ioniserende stråling ville resultere i 1 Rad ud til en radius på 38 miles, 10 Rad ved 28 miles, 100 Rad (nok til at forårsage akut strålingsforgiftning) ud til en radius på 20 miles, 1.000 ved 13 mi og 10.000 ved 7 mi, men disse afstande er for atmosfæriske detonationer, og man kunne forvente meget forskellige effekter uden for stratosfæren og langt over ozonlaget, som ligger 12–19 miles over jorden (en sådan begivenhed kan være katastrofal for jordens ozonlag, i det mindste i t hatregion, og ioniserende effekter kunne spredes over et bredere område, som denne lommeregner estimerer, da strålingen ikke ville blive absorberet af stof, før den kom i kontakt med atmosfærisk stof, der ville være tæt nok til at absorbere det). Ud af alle disse virkninger ville de mest katastrofale være de termiske effekter, da en detonation i høj nok højde kunne resultere i, at mere end 25-35 kalorier / kvadratcentimeter termisk energi overføres over en hel halvkugle af jordens overflade, som er nok varmeenergi til at antænde alle træbygninger og skove på tværs af og hele halvkuglen, hvilket muligvis forårsager et efterfølgende langsigtet tab af solenergi som et resultat af al den aske og affald, der ville blive deponeret i atmosfæren af de brande, der ville blive antændt af eksplosionen, svarende til hvad der skete under dinosaurernes udryddelse. 15cal / cm2 er nok til at antænde tøj af bomuld, 10cal / cm2 antænder hvidt papir, 6cal / cm2 kan medføre, at telefonstænger i træ antændes og kan starte skovbrande i den tørre sæson.
Svar
Du får gradvist faldende afkast på effekter versus udbytte. Blasteffekter skaleres med terningens rod af udbyttestigningen, og stråling, både termisk (lys og varme) og nuklear (neutroner & gammastråler) skaleres op med kvadratroden. Ved meget høje udbytter falder eksplosionseffekten dramatisk i forhold til strålingseffekterne. Men de nukleare strålingseffekter falder hurtigere ud end kvadratroden forudsiger, fordi den dæmpes mere af atmosfæren end den termiske stråling. Dit vigtigste skadelige element bliver den termiske stråling.
Ved ekstreme udbytter, omkring 100 MT, hvis man skal tro den berømte nukleare gale videnskabsmand Edward Teller (godt, andre er enige), ville en detonation af luftburst nå toppen af atmosfæren og meget af den energi normalt at bidrage til eksplosionseffekten ville blive spildt i rummet. Du ville få et yderligere drop-off i eksplosionseffekter i forhold til udbytte.
Ved 58 Mt havde den berømte RDS-220 Tsar Bomba en dødelig termisk strålingsradius på ca. 100 miles, når luftburst ved 14.000 fod dens ildkugle lige nåede jorden, og det udsatte et stort område over horisonten for dets virkninger. Total ødelæggelse af bygningen var omkring 35 miles.
Eksplosionen var synlig omkring 170 miles. Selv ved 58 Mt blev meget af dets energi spildt i rummet.
(Tsar Bomba ildkugle. Det er 5 miles på tværs og ca. 1\% af solens produktion.)
Bemærk, at den oprindeligt var designet som en 100 Mt bombe. Det var et tretrins termonukleært våben, der brugte en fissionsprimær, to fusionssekundære, og skulle oprindeligt have en fissionspulver (belægning af uran over resten af bomben). Dette blev ikke brugt og ville have gjort bomben ekstremt beskidt. Som det var, var bomben ret ren, fordi den var luftburst høj nok til ikke at grave meget snavs op, og næsten alt udbyttet var fra fusion.
Hvis vi stramt skalerer Tsar Bomba op til 1.000.000 Mt:
Termisk stråling: Sqrt (1.000.000 / 58) = 131 gange den dødelige radius (13.100 miles) Sprængskader: Cubert (1.000.000 / 58) = 26 gange ødelæggelsesstrålen (omkring 1000 miles)
Disse tal fortæller ikke hele historien. I tilfælde af Tsar bomba var den termiske stråling ikke øjeblikkelig dødelig, men stadig farlig ud over 100 miles, og let bygget træbygninger blev stadig beskadiget eller ødelagt hundreder af miles væk af eksplosionseffekten. En 1 Tt-bombe kan have skadelige virkninger tusinder af miles længere.
En 1 Tt-bombe skal detoneres meget højt for at udsætte et område i horisonten for dets termiske stråling og ikke spilder energi ved at grave det ildkugle i jorden. Jeg tror, at ildkuglen stiger med terningens rod af udbyttet, men ikke helt følger reglerne, fordi den “støder på” er eget sprængtryk mod jorden, der indeholder dens vækst. På 5 miles over for Tsar Bomba ville en 1 Tt være 130 miles på tværs og skulle detonere ved 380.000 fod. Med en diameter på 130 miles ville den ikke kun strække sig over troposfæren (8-11 miles, indeholder 75\% af den atmosfæriske masse), men halvdelen af den ville være over stratosfæren (60 miles, de næste 20\% af atmosfæren). Det meste af energien ville være spildt.
At afbalancere dens virkninger mellem at spilde energi i jorden og miste eksponering over horisonten i lav højde og at spilde energi i rummet i høj højde ville være vanskeligt. Men du ville sandsynligvis brænde et helt kontinent eller to ihjel på begge måder, og den resulterende aske ville ændre klimaet i årtier.
Rediger: For at være klar er den meget stive opskalering, jeg gjorde, meget stiv . Der er en masse faktorer, der vil skæve resultaterne – en mindre vinkel på bombenes eksplosion vender mod jorden på grund af detonationens størrelse og højde, mere af det vender ud mod rummet; jordens krumning vil placere den længere rækkevidde af det berørte område noget endnu længere væk; og til sidst ville dette være en økologisk katastrofe eller en ufattelig skala. Filmen “Tråde” fra 1984 modellerer videnskabeligt en atomkrig med en samlet brug på 3.000 megaton (3 gigaton), hvilket resulterer i en forurenet, præindustriel verden i et par årtier og en massiv befolkning dør af efter krigen. Dette er som at blive ramt af en asteroide.