Bästa svaret
I motsats till många tidigare svar skulle detonering av enheten i högre höjd möjliggöra värmestrålning och explosionsskador bortom horisonten, med en teoretisk gräns för en hel halvklot för termisk strålning om kärnanordningen till exempel hade samma avstånd från jorden som solen är och avger samma energi som solen gör (förutsatt att kraften inte var så kraftfull att förånga hela jorden och därmed överföra värmeenergi genom jorden till halvklotet på motsatt sida, vilket ligger inom ramen för den teoretiska möjligheten, om inte med en konventionell nuke, med säkerhet med en tillräckligt stor bit antimateria ). Till exempel uppskattar denna webbplats: Kärnvapeneffektsräknare att Teraton-luftburst i en optimal spränghöjd skulle ge en eldkula 160 miles i diameter under en längd av 37 minuter , tillräckligt stor för att om den sprängdes halvvägs mellan New York och Boston, skulle den svälja båda dessa städer och allt däremellan, och det är bara eldkulan, med sprängvåg och termiska effekter som sträcker sig mycket längre. Kalkylatorn jag använde säger att 1 Teratons vapen optimala luftbursthöjd skulle vara cirka 100 mil över jordytan, men det kan vara mer meningsfullt att detonera det på en lägre höjd så att mer av eldkulan skulle vara inne i stratosfären, beroende på ”Önskade” effekter, om du kan använda ordet ”önskad” i detta sammanhang. Den termiska energin och joniserande energin skulle överföras genom rymden även om sprängningen skulle initieras långt utanför atmosfären, och den energin skulle i sin tur generera en sprängvåg och en eldkula när den så småningom påverkade atmosfären på en höjd där det finns tillräckligt med materia för att en eldklot ska kunna inträffa. Detonering i en höjd av 100 miles kan maximera termiska effekter, explosion och joniseringseffekter, men allt detta är rent hypotetiskt eftersom det aldrig har skett någon sådan explosion i rymden 100 miles över jordytan, 69 miles över stratosfären och 80 miles över ozonet lager. Om effekterna var ungefär lika med atmosfäriska detonationer och detonationen inträffade i en höjd av 100 miles, skulle explosionsradien på 5 psi vara 323 miles (tillräckligt långt för att kollapsa de flesta bostadshus av trä eller tegel, knäpp telefonstänger i hälften och orsaka universella sprängskador på alla och allt från Saint Louis, MO hela vägen till Houston, TX), 3: e gradens brännskador skulle resultera i en radie av 17.000 miles (sträcker sig långt bortom en hel jordklot ut i rymden), och joniserande strålning skulle resultera i 1 Rad ut till en radie av 38 miles, 10 Rads vid 28 miles, 100 Rads (tillräckligt för att orsaka akut strålningsförgiftning) ut till en radie av 20 miles, 1000 vid 13 mi och 10 000 vid 7 mi, men dessa avstånd är för atmosfäriska detonationer, och man kan förvänta sig mycket olika effekter utanför stratosfären och långt över ozonskiktet, som ligger 12–19 miles över jorden (en sådan händelse kan vara katastrofal för jordens ozonskikt, åtminstone i t hatregion och joniserande effekter kan spridas över ett större område som denna räknare uppskattar, eftersom strålningen inte skulle absorberas av materia förrän den kom i kontakt med atmosfäriskt material som skulle vara tillräckligt tätt för att absorbera det). Av alla dessa effekter skulle de mest katastrofala vara de termiska effekterna, eftersom en detonation i tillräckligt hög höjd kan leda till att mer än 25–35 kalorier / kvadratcentimeter termisk energi överförs över en hel halvklot på jordytan, som är tillräckligt med termisk energi för att antända alla träbyggnader och skogar över hela halvklotet, vilket möjligen orsakar en efterföljande långvarig förlust av solenergi som ett resultat av all aska och skräp som skulle deponeras i atmosfären av de bränder som skulle antändas av explosionen, liknande det som inträffade under dinosauriernas utrotning. 15cal / cm2 räcker för att antända kläder av bomull, 10cal / cm2 antändar vitt papper, 6cal / cm2 kan orsaka att telefoner i trä antänds och kan utlösa skogsbränder under den torra säsongen.
Svar
Du får gradvis minskande avkastning på effekter kontra avkastning. Blasteffekter skala med kubroten av avkastningsökningen, och strålning, både termisk (ljus & värme) och kärnkraft (neutroner & gammastrålar) skala upp med kvadratroten. Vid mycket höga utbyten sjunker sprängeffekten dramatiskt i förhållande till strålningseffekterna. Men kärnstrålningseffekterna tappar snabbare än vad kvadratroten förutsäger för att den dämpas mer av atmosfären än värmestrålningen. Ditt huvudsakliga skadliga element blir värmestrålningen.
Vid extrema utbyten, omkring 100 MT om man ska tro den kända kärnvapenforskaren Edward Teller (ja, andra har kommit överens om), skulle en sprängning detonation nå toppen av atmosfären och mycket energi normalt att bidra till sprängeffekten skulle slösas bort i rymden. Du skulle få ett ytterligare avbrott i sprängeffekter i förhållande till utbyte.
Vid 58 Mt hade den berömda RDS-220 Tsar Bomba en dödlig värmestrålningsradie på cirka 100 mil när luftburst vid 14 000 fot så att dess eldklot nådde precis marken och det exponerade ett stort område över horisonten för dess effekter. Total byggnadsförstörelse var cirka 35 miles.
Explosionen var synlig för cirka 170 miles. Till och med vid 58 Mt slösades mycket energi ut i rymden.
(Tsar Bomba eldklot. Det är 5 mil över och cirka 1\% av solens produktion.)
Observera att den ursprungligen utformades som en 100 Mt bomb. Det var ett trestegs termonukleärt vapen som använde en fissionsprimär, två fusionssekundärer, och skulle ursprungligen ha en fissionsmanipulering (beläggning av uran över resten av bomben). Detta användes inte och skulle ha gjort bomben extremt smutsig. Som det var, var bomben ganska ren eftersom den var luftburst tillräckligt hög för att inte gräva upp mycket smuts och nästan hela avkastningen var från fusion.
Om vi stramt skala upp tsaren Bomba till 1 000 000 Mt:
Termisk strålning: Sqrt (1.000.000 / 58) = 131 gånger den dödliga radien (13.100 mil) Sprängskada: Cubert (1.000.000 / 58) = 26 gånger förstörelsens sprängradie (cirka 1000 miles)
Dessa siffror berättar inte hela historien. När det gäller tsarbomban var den termiska strålningen inte omedelbart dödlig, men fortfarande farlig över 100 mil, och lättbyggda träbyggnader skadades eller förstördes hundratals mil bort av sprängeffekten. En 1 Tt-bombe kan ha skadliga effekter tusentals mil längre.
En 1 Tt-bombe måste detoneras mycket högt för att utsätta ett område över horisonten för dess värmestrålning och inte slösa energi med att gräva dess eldklot i marken. Jag tror att eldkulan ökar med kubens rot av avkastningen, men följer inte riktigt reglerna eftersom den ”stöter på” är eget sprängtryck mot marken som innehåller dess tillväxt. Vid 5 miles över för Tsar Bomba skulle en 1 Tt vara 130 miles över och skulle behöva detonera vid 380.000 fot. Med en diameter på 130 miles skulle den inte bara sträcka sig över troposfären (8–11 miles, innehåller 75\% av den atmosfäriska massan) utan hälften av den skulle vara över stratosfären (60 miles, nästa 20\% av atmosfären). Det mesta av energin skulle slösas bort.
Att balansera effekterna mellan att slösa energi i marken och förlora exponering över horisonten vid låg höjd och att slösa energi i rymden på hög höjd skulle vara svårt. Men du skulle antagligen förbränna en hel kontinent eller två till döds i båda fallen och den resulterande asken skulle förändra klimatet i årtionden.
Redigera: För att vara tydlig är den mycket styva uppskalningen jag gjorde mycket styv . Det finns en massa faktorer som kommer att skeva resultaten – en mindre vinkel på bombens explosion är vänd mot jorden på grund av detonationens storlek och höjd, mer av den vänd mot rymden; jordens krökning kommer att placera de längre sträckorna av det drabbade området något ännu längre bort; och slutligen skulle detta vara en ekologisk katastrof eller en otänkbar skala. 1984-filmen ”Trådar” modellerar vetenskapligt ett kärnvapenkrig med en total användning av 3000 megaton (3 gigaton), vilket resulterar i en förorenad, föreindustriell värld i ett par decennier och en massiv befolkning dör av efter kriget. Det här är som att träffas av en asteroid.