Hvor stor skade kan en atom-bombe forårsake?

Beste svaret

I motsetning til mange tidligere svar, vil detonering av enheten i høyere høyde tillate termisk stråling og eksplosjonsskader utover horisonten, med en teoretisk grense på en hel halvkule for termisk stråling hvis kjernefysisk enhet for eksempel hadde samme avstand fra jorden som solen er og avgir samme energi som solen gjør (forutsatt at kraften ikke var så kraftig at den fordamper hele jorden og dermed overfører termisk energi gjennom jorden til halvkulen på motsatt side, noe som ligger innenfor teoretisk mulighet, hvis ikke med en konvensjonell nukle, så absolutt med en stor nok del antimateriale ). For eksempel estimerer dette nettstedet: Nuclear Weapon Effects Calculator at et Teraton-luftbrudd i en optimal eksplosjonshøyde vil gi en ildkule 160 miles i diameter i en periode på 37 minutter. , stor nok til at hvis den ble detonert halvveis mellom New York og Boston, ville den sluke begge disse byene og alt i mellom, og det er bare ildkula, med eksplosjonsbølger og termiske effekter som strekker seg mye lenger. Kalkulatoren jeg brukte sier at 1 Teraton-våpenets optimale luftbursthøyde ville være omtrent 100 miles over jordoverflaten, men det kan være mer fornuftig å detonere det i lavere høyde slik at mer av ildkulen ville være inne i stratosfæren, avhengig av “Ønsket” effekt, hvis du kan bruke ordet “ønsket” i denne sammenhengen. Den termiske energien og den ioniserende energien ville bli overført gjennom rommet selv om eksplosjonen ville bli initiert langt utenfor atmosfæren, og at energien igjen ville generere en eksplosjonsbølge og en ildkule når den til slutt påvirket atmosfæren i en høyde der det er nok materie til at en ildkule kan oppstå. Detonering i en høyde av 100 miles kan maksimere termiske, eksplosjons- og ioniseringseffekter, men alt dette er rent hypotetisk, siden det aldri har vært en eksplosjon så stor i rommet 100 miles over jordoverflaten, 69 miles over stratosfæren og 80 miles over ozonet lag. Hvis effektene var noe som lignet på atmosfæriske detonasjoner, og detonasjonen skjedde i en høyde på 100 miles, ville eksplosjonsradiusen på 5 psi være 323 miles (langt nok til å kollapse de fleste boligbygninger laget av tre eller murstein, slå telefonstolper i to og forårsake universelle eksplosjonsskader for alle og alt fra Saint Louis, MO helt til Houston, TX), 3. graders forbrenning vil resultere i en radius på 17.000 miles (som strekker seg langt utover en hel halvkule av jorden ut i verdensrommet), og ioniserende stråling vil resultere i 1 Rad ut til en radius på 38 miles, 10 Rad ved 28 miles, 100 Rad (nok til å forårsake akutt strålingsforgiftning) ut til en radius på 20 miles, 1000 ved 13 mi og 10 000 ved 7 mi, men disse avstander er for atmosfæriske detonasjoner, og du kan forvente veldig forskjellige effekter utenfor stratosfæren og langt over ozonlaget, som ligger 12–19 miles over jorden (en slik hendelse kan være katastrofal for jordens ozonlag, i det minste hatregion, og ioniserende effekter kan spres over et større område som denne kalkulatoren estimerer, siden strålingen ikke ville bli absorbert av materie før den kom i kontakt med atmosfærisk materie som ville være tett nok til å absorbere den). Av alle disse effektene vil de mest katastrofale være de termiske effektene, siden en detonasjon i høy nok høyde kan føre til at mer enn 25–35 kalorier / kvadratcentimeter termisk energi overføres over en hel halvkule av jordoverflaten, som er nok termisk energi til å antenne alle trebygningene og skogene over og hele halvkule, og muligens forårsake et påfølgende langsiktig tap av solenergi som et resultat av all aske og rusk som vil bli avsatt i atmosfæren av brannene som bli antent av eksplosjonen, i likhet med det som skjedde under utryddelsen av dinosaurene. 15cal / cm2 er nok til å antenne klær laget av bomull, 10cal / cm2 vil antenne hvitt papir, 6cal / cm2 kan føre til at telefonstenger av tre antennes og kan føre til skogsbranner i den tørre årstiden.

Svar

Du får gradvis avtagende avkastning på effekter kontra avkastning. Sprengningseffekter skalerer med kubaroten til avlingens økning, og stråling, både termisk (lys og varme) og kjernefysisk (nøytroner og gammastråler) skalerer seg opp med kvadratroten. Ved svært høye utbytter synker eksplosjonseffekten dramatisk i forhold til strålingseffektene. Men de kjernefysiske strålingseffektene faller av raskere enn forutsagt av kvadratroten fordi den dempes mer av atmosfæren enn den termiske strålingen. Ditt viktigste skadelige element blir termisk stråling.

Ved ekstreme utbytter, rundt 100 MT hvis man skal tro den kjente kjernefysiske vitenskapsmannen Edward Teller (vel, andre er enige), ville en deteksjon av luftburst nå toppen av atmosfæren og mye av energien normalt å bidra til eksplosjonseffekten ville være bortkastet i verdensrommet. Du ville få et ytterligere fall i eksplosjonseffekter i forhold til utbytte.

På 58 Mt hadde den berømte RDS-220 Tsar Bomba en dødelig termisk strålingsradius på rundt 100 miles når luftstøt var 14.000 fot ildkulen nådde nettopp bakken og den utsatte et stort område over horisonten for dens virkninger. Total ødeleggelse av bygningen var omtrent 35 miles.

Eksplosjonen var synlig til cirka 170 miles. Selv på 58 Mt ble mye av energien bortkastet i rommet.

(Tsar Bomba ildkule. Det er 5 miles over og omtrent 1\% av solens produksjon.)

Merk at den opprinnelig ble designet som en 100 Mt bombe. Det var et tre-trinns termonukleært våpen som brukte en fisjon primær, to fusjonssekundærer, og skulle opprinnelig ha en fisjonstabot (belegg av uran over resten av bomben). Dette ble ikke brukt og ville gjort bomben ekstremt skitten. Som den var, var bomben ganske ren fordi den var airburst høyt nok til ikke å grave opp mye smuss, og nesten alt avkastningen var fra fusjon.

Hvis vi skalere opp Tsar Bomba til 1.000.000 Mt:

Termisk stråling: Sqrt (1.000.000 / 58) = 131 ganger dødelig radius (13.100 miles) Sprengskader: Cubert (1.000.000 / 58) = 26 ganger ødeleggelsesradiusen (rundt 1000 miles)

Disse tallene forteller ikke hele historien. Når det gjelder tsarbomba, var den termiske strålingen ikke øyeblikkelig dødelig, men likevel farlig utover 100 miles, og lettbygde trebygninger ble fortsatt skadet eller ødelagt hundrevis av miles unna av eksplosjonseffekten. En 1 Tt-bombe kan ha skadelige virkninger tusenvis av miles lenger.

En 1 Tt-bombe må detoneres veldig høyt for å utsette et område over horisonten for dets termiske stråling og ikke kaste bort energi ved å grave ildkule i bakken. Jeg tror ildkulen øker med kubaroten av avkastningen, men følger ikke helt reglene fordi den «støter på» er eget sprengtrykk mot bakken som inneholder dens vekst. På 5 miles over for Tsar Bomba ville en 1 Tt være 130 miles over og trengte å detonere ved 380.000 fot. Med en diameter på 130 miles ville den ikke bare strekke seg over troposfæren (8–11 miles, inneholder 75\% av den atmosfæriske massen), men halvparten av den ville være over stratosfæren (60 miles, de neste 20\% av atmosfæren). Det meste av energien ville være bortkastet.

Å balansere effektene mellom å kaste bort energi i bakken og å miste eksponering over horisonten i lav høyde, og å kaste bort energi i rommet i stor høyde, ville være vanskelig. Men du ville sannsynligvis brenne et helt kontinent eller to i hjel uansett, og den resulterende asken ville endre klimaet i flere tiår.

Rediger: For å være klar, er den meget stive oppskalering jeg gjorde veldig stiv. . Det er en rekke faktorer som vil forvride resultatene – en mindre vinkel på bombenes eksplosjon vender mot jorden på grunn av detonasjonens størrelse og høyde, mer av den vender mot rommet; jordens krumning vil sette ytterligere delene av det berørte området noe enda lenger unna; og til slutt vil dette være en økologisk katastrofe eller ufattelig skala. Filmen «Threads» fra 1984 modellerer vitenskapelig en atomkrig med en total bruk på 3000 megaton (3 gigaton), noe som resulterer i en forurenset, preindustriell verden i et par tiår og en massiv befolkning dør av etter krigen. Dette er som å bli truffet av en asteroide.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *