Melhor resposta
Ao contrário de muitas respostas anteriores, detonar o dispositivo em uma altitude mais elevada permitiria radiação térmica e danos de explosão além do horizonte, com um limite teórico de um hemisfério inteiro para a radiação térmica se o dispositivo nuclear estivesse, por exemplo, à mesma distância da terra que o sol e emitisse a mesma energia que o sol (assumindo que a força não fosse tão poderoso a ponto de vaporizar toda a terra e, assim, transmitir energia térmica através da terra para o hemisfério do lado oposto, que está dentro do reino da possibilidade teórica, se não com uma bomba nuclear convencional, então certamente com um pedaço grande o suficiente de anti-matéria ) Por exemplo, este site: Calculadora de efeitos de armas nucleares , estima que uma explosão aérea de Teraton em uma altura ideal de explosão produziria uma bola de fogo de 160 milhas de diâmetro por uma duração de 37 minutos , grande o suficiente para que, se fosse detonado no meio do caminho entre Nova York e Boston, envolveria ambas as cidades e tudo o que havia entre elas, e isso é apenas a bola de fogo, com uma onda de choque e efeitos térmicos se estendendo muito mais longe. A calculadora que usei diz que a altitude ideal de explosão de uma arma de 1 Teraton seria cerca de 100 milhas acima da superfície da Terra, mas pode fazer mais sentido detoná-la em uma altitude mais baixa para que mais da bola de fogo ficasse dentro da estratosfera, dependendo do Efeitos “desejados”, se puder usar a palavra “desejado” neste contexto. A energia térmica e a energia ionizante seriam transmitidas através do espaço, mesmo que a explosão fosse iniciada longe da atmosfera, e essa energia, por sua vez, geraria uma onda de explosão e uma bola de fogo, uma vez que eventualmente impactasse a atmosfera em uma altitude onde há matéria suficiente para que uma bola de fogo ocorra. Detonar a uma altitude de 100 milhas pode maximizar os efeitos térmicos, de explosão e ionização, mas tudo isso é puramente hipotético, já que nunca houve uma explosão tão grande no espaço 100 milhas acima da superfície da Terra, 69 milhas acima da estratosfera e 80 milhas acima do ozônio camada. Se os efeitos fossem semelhantes às detonações atmosféricas e a detonação ocorresse a uma altitude de 100 milhas, o raio de explosão de 5 psi seria de 323 milhas (longe o suficiente para desabar a maioria dos edifícios residenciais de madeira ou tijolo, partir postes de telefone ao meio e causar ferimentos de explosão universal para todos e tudo, de Saint Louis, MO até Houston, TX), queimaduras de 3º grau resultariam em um raio de 17.000 milhas (estendendo-se muito além de um hemisfério inteiro da Terra no espaço), e a radiação ionizante resultaria em 1 Rad a um raio de 38 milhas, 10 Rads a 28 milhas, 100 Rads (o suficiente para causar envenenamento por radiação aguda) a um raio de 20 milhas, 1.000 a 13 mi e 10.000 a 7 mi, mas estes as distâncias são para detonações atmosféricas, e você pode esperar efeitos muito diferentes fora da estratosfera e muito acima da camada de ozônio, que está de 12 a 19 milhas acima da Terra (tal evento pode ser catastrófico para a camada de ozônio da Terra, pelo menos em t Essa região, e os efeitos ionizantes poderiam se espalhar por uma área mais ampla que esta calculadora estima, já que a radiação não seria absorvida pela matéria até que entrasse em contato com a matéria atmosférica que seria densa o suficiente para absorvê-la). De todos esses efeitos, o mais desastroso seriam os efeitos térmicos, uma vez que uma detonação em uma altitude alta o suficiente poderia resultar em mais de 25-35 calorias / centímetro quadrado de energia térmica sendo transmitida por todo um hemisfério da superfície da Terra, o que é energia térmica suficiente para inflamar todos os edifícios de madeira e florestas em todo o hemisfério, possivelmente causando uma perda subsequente de energia solar a longo prazo como resultado de todas as cinzas e detritos que seriam depositados na atmosfera pelos incêndios que seriam ser inflamado pela explosão, semelhante ao que ocorreu durante a extinção dos dinossauros. 15cal / cm2 é suficiente para inflamar roupas feitas de algodão, 10cal / cm2 acenderá papel branco, 6cal / cm2 pode causar o acendimento de postes telefônicos de madeira e pode causar incêndios florestais durante a estação seca.
Resposta
Você obtém retornos progressivamente decrescentes sobre os efeitos versus o rendimento. Os efeitos de explosão aumentam com a raiz cúbica do aumento de rendimento e a radiação, tanto térmica (luz e calor) quanto nuclear (nêutrons e raios gama), aumenta com a raiz quadrada. Com rendimentos muito altos, o efeito da explosão cai drasticamente em relação aos efeitos da radiação. Mas, os efeitos da radiação nuclear caem mais rápido do que o previsto pela raiz quadrada porque é atenuada mais pela atmosfera do que pela radiação térmica. Seu principal elemento prejudicial passa a ser a radiação térmica.
Em produções extremas, cerca de 100 MT, se acreditarmos no famoso cientista nuclear louco Edward Teller (bem, outros concordaram), uma explosão de ar iria atingir o topo da atmosfera e muita energia normalmente contribuir para o efeito de explosão seria desperdiçado no espaço. Você teria uma queda adicional nos efeitos da explosão em relação ao rendimento.
A 58 Mt, a famosa RDS-220 Tsar Bomba tinha um raio de radiação térmica letal de cerca de 100 milhas quando explodiu a 14.000 pés de modo que sua bola de fogo acabou de atingir o solo e expôs uma grande área acima do horizonte aos seus efeitos. A destruição total do edifício foi de cerca de 35 milhas.
A explosão foi visível a cerca de 170 milhas. Mesmo a 58 Mt, grande parte de sua energia foi desperdiçada no espaço.
(Bola de fogo do Tsar Bomba. Tem 5 milhas de diâmetro e cerca de 1\% da produção do sol.)
Observe que ela foi originalmente projetada como uma bomba de 100 Mt. Era uma arma termonuclear de três estágios usando um primário de fissão, dois secundários de fusão e originalmente deveria ter um tamper de fissão (revestimento de urânio sobre o resto da bomba). Isso não foi usado e deixaria a bomba extremamente suja. Do jeito que estava, a bomba estava bem limpa porque foi uma explosão de ar alta o suficiente para não cavar muita sujeira e quase todo o rendimento foi da fusão.
Se escalarmos rigidamente o Tsar Bomba para 1.000.000 Mt:
Radiação térmica: Sqrt (1.000.000 / 58) = 131 vezes o raio letal (13.100 milhas) Dano da explosão: Cubert (1.000.000 / 58) = 26 vezes o raio da explosão de destruição (cerca de 1000 milhas)
Esses números não contam toda a história. No caso da bomba do czar, a radiação térmica não era letal instantaneamente, mas ainda perigosa além de 160 quilômetros, e prédios de madeira levemente construídos ainda foram danificados ou destruídos a centenas de quilômetros de distância pelo efeito da explosão. Uma bomba de 1 Tt poderia ter efeitos danosos a milhares de quilômetros adiante.
Uma bomba de 1 Tt precisaria ser detonada muito alto para expor uma área acima do horizonte à sua radiação térmica e não desperdiçar energia cavando seu bola de fogo no chão. Acredito que a bola de fogo aumenta com a raiz cúbica do rendimento, mas não segue as regras porque “esbarra” na própria pressão de explosão contra o solo que contém seu crescimento. A 5 milhas de diâmetro para o Tsar Bomba, um 1 Tt teria 130 milhas de diâmetro e precisaria detonar a 380.000 pés. Com 130 milhas de diâmetro, não apenas se estenderia acima da troposfera (8–11 milhas, contém 75\% da massa atmosférica), mas metade dela estaria acima da estratosfera (60 milhas, próximos 20\% da atmosfera). A maior parte da energia seria desperdiçada.
Equilibrar seus efeitos entre desperdiçar energia no solo e perder a exposição no horizonte em baixa altitude e desperdiçar energia no espaço em grande altitude seria complicado. Mas você provavelmente queimaria um ou dois continentes inteiros de qualquer forma e as cinzas resultantes alterariam o clima por décadas.
Editar: Para ser claro, o aumento de escala muito rígido que fiz é muito rígido . Há uma série de fatores que irão distorcer os resultados – um ângulo menor da explosão da bomba está voltado para a Terra devido ao tamanho e altitude da detonação, mais voltado para o espaço; a curvatura da Terra afastará ainda mais as partes mais distantes da área afetada; e por último, esta seria uma catástrofe ecológica ou escala inimaginável. O filme “Threads”, de 1984, modela cientificamente uma guerra nuclear com um uso total de 3.000 megatons (3 gigatoneladas), que resulta em um mundo pré-industrial poluído por algumas décadas e uma enorme população de extinção após a guerra. É como ser atingido por um asteróide.