Wie viel Schaden könnte eine 1-Teraton-Atombombe verursachen?

Beste Antwort

Im Gegensatz zu vielen früheren Antworten würde eine Detonation des Geräts in einer höheren Höhe Wärmestrahlung und Explosionsschäden ermöglichen jenseits des Horizonts mit einer theoretischen Grenze von einer ganzen Hemisphäre für Wärmestrahlung, wenn das Kerngerät beispielsweise dieselbe Entfernung von der Erde wie die Sonne hat und dieselbe Energie wie die Sonne emittiert (vorausgesetzt, die Kraft wäre dies nicht so mächtig, dass es die ganze Erde verdampft und so Wärmeenergie durch die Erde auf die Hemisphäre auf der gegenüberliegenden Seite überträgt, was im Bereich der theoretischen Möglichkeiten liegt, wenn nicht mit einem konventionellen Nuke, dann sicherlich mit einem ausreichend großen Stück Antimaterie ). Diese Website: Nuklearwaffeneffektrechner schätzt, dass ein Teraton-Luftstoß bei einer optimalen Explosionshöhe einen Feuerball mit einem Durchmesser von 160 Meilen für eine Dauer von 37 Minuten erzeugen würde , groß genug, dass es, wenn es auf halbem Weg zwischen New York und Boston detoniert würde, diese beiden Städte und alles dazwischen verschlingen würde, und das ist nur der Feuerball, dessen Druckwellen- und Wärmeeffekte sich viel weiter ausdehnen. Der Taschenrechner, den ich verwendet habe, besagt, dass die optimale Luftstoßhöhe einer 1-Teraton-Waffe etwa 100 Meilen über der Erdoberfläche liegen würde. Es könnte jedoch sinnvoller sein, sie in geringerer Höhe zu detonieren, damit sich je nach Luftfeuchtigkeit mehr Feuerball in der Stratosphäre befindet „Gewünschte“ Effekte, wenn Sie in diesem Zusammenhang das Wort „erwünscht“ verwenden können. Die Wärmeenergie und die ionisierende Energie würden durch den Weltraum übertragen, obwohl die Explosion weit außerhalb der Atmosphäre ausgelöst würde, und diese Energie würde wiederum eine Druckwelle und einen Feuerball erzeugen, sobald sie schließlich die Atmosphäre in einer Höhe treffen würde, in der sie sich befindet genug Materie für einen Feuerball. Die Detonation in einer Höhe von 100 Meilen könnte die thermischen, Explosions- und Ionisationseffekte maximieren. Dies ist jedoch rein hypothetisch, da es noch nie eine so große Explosion im Weltraum 100 Meilen über der Erdoberfläche, 69 Meilen über der Stratosphäre und 80 Meilen über dem Ozon gegeben hat Schicht. Wenn die Auswirkungen den atmosphärischen Detonationen etwas ähnlich wären und die Detonation in einer Höhe von 100 Meilen stattfinden würde, wäre der Explosionsradius von 5 psi 323 Meilen (weit genug, um die meisten Wohngebäude aus Holz oder Ziegel zusammenzubrechen und Telefonmasten in zwei Hälften zu zerreißen und verursachen universelle Explosionsverletzungen für alle und alles von Saint Louis, MO bis nach Houston, TX). Verbrennungen 3. Grades würden zu einem Radius von 17.000 Meilen führen (der sich weit über eine ganze Erdhalbkugel hinaus in den Weltraum erstreckt). und ionisierende Strahlung würde zu 1 Rad in einem Radius von 38 Meilen, 10 Rad in 28 Meilen, 100 Rad (genug, um eine akute Strahlenvergiftung zu verursachen) in einem Radius von 20 Meilen, 1.000 in 13 Meilen und 10.000 in 7 Meilen führen, aber diese Entfernungen gelten für atmosphärische Detonationen, und Sie können sehr unterschiedliche Effekte außerhalb der Stratosphäre und weit über der Ozonschicht erwarten, die 12 bis 19 Meilen über der Erde liegt (ein solches Ereignis könnte zumindest in t für die Ozonschicht der Erde katastrophal sein Diese Region und ionisierende Effekte könnten sich über einen größeren Bereich ausbreiten, den dieser Rechner schätzt, da die Strahlung erst dann von der Materie absorbiert wird, wenn sie mit atmosphärischer Materie in Kontakt kommt, die dicht genug ist, um sie zu absorbieren. Von all diesen Effekten wären die thermischen Effekte am katastrophalsten, da eine Detonation in ausreichend hoher Höhe dazu führen könnte, dass mehr als 25 bis 35 Kalorien / Quadratzentimeter Wärmeenergie über eine gesamte Hemisphäre der Erdoberfläche übertragen werden ist genug Wärmeenergie, um alle Holzgebäude und Wälder auf der gesamten Hemisphäre zu entzünden, was möglicherweise zu einem langfristigen Verlust der Sonnenenergie infolge all der Asche und Ablagerungen führt, die durch die Brände in der Atmosphäre abgelagert würden durch die Explosion entzündet werden, ähnlich wie beim Aussterben der Dinosaurier. 15cal / cm2 reichen aus, um Kleidung aus Baumwolle zu entzünden, 10cal / cm2 entzünden weißes Papier, 6cal / cm2 können dazu führen, dass sich hölzerne Telefonmasten entzünden und während der Trockenzeit Waldbrände auslösen.

Antwort

Sie erhalten zunehmend sinkende Renditen auf Effekte im Vergleich zur Rendite. Explosionseffekte skalieren mit der Kubikwurzel der Ertragssteigerung, und Strahlung, sowohl thermische (Licht & Wärme) als auch nukleare (Neutronen & Gammastrahlen), skaliert mit der Quadratwurzel. Bei sehr hohen Ausbeuten fällt der Explosionseffekt im Vergleich zu den Strahlungseffekten dramatisch ab. Die nuklearen Strahlungseffekte fallen jedoch schneller ab als von der Quadratwurzel vorhergesagt, da sie von der Atmosphäre stärker gedämpft werden als von der Wärmestrahlung. Ihr Hauptschadenelement wird die Wärmestrahlung.

Bei extremen Erträgen von etwa 100 Tonnen würde eine Airburst-Detonation den oberen Rand der Atmosphäre und normalerweise einen Großteil der Energie erreichen, wenn man dem berühmten nuklearen verrückten Wissenschaftler Edward Teller glauben würde (nun, andere haben zugestimmt) Ein Beitrag zum Explosionseffekt würde in den Weltraum verschwendet. Sie würden einen weiteren Rückgang der Explosionseffekte im Verhältnis zum Ertrag erhalten.

Bei 58 Mt hatte der berühmte RDS-220 Tsar Bomba einen tödlichen Wärmestrahlungsradius von etwa 100 Meilen, wenn der Luftstoß bei 14.000 Fuß ausbrach Sein Feuerball erreichte gerade den Boden und setzte einen großen Bereich über dem Horizont seinen Auswirkungen aus. Die gesamte Zerstörung des Gebäudes betrug ungefähr 35 Meilen.

Die Explosion war auf ungefähr 170 Meilen sichtbar. Selbst bei 58 Mt wurde ein Großteil seiner Energie in den Weltraum verschwendet.

(Tsar Bomba-Feuerball. Der Durchmesser beträgt 5 Meilen und ungefähr 1\% der Sonnenleistung.)

Beachten Sie, dass es ursprünglich als 100-Mt-Bombe konzipiert wurde. Es war eine dreistufige thermonukleare Waffe, die eine Spaltprimärwaffe und zwei Fusionssekundärwaffen verwendete und ursprünglich einen Spaltstampfer (Uranbeschichtung über dem Rest der Bombe) aufweisen sollte. Dies wurde nicht verwendet und hätte die Bombe extrem schmutzig gemacht. So wie es war, war die Bombe ziemlich sauber, weil sie hoch genug war, um nicht viel Schmutz auszugraben, und fast der gesamte Ertrag stammte aus der Fusion.

Wenn wir Tsar Bomba starr auf 1.000.000 Mt hochskalieren:

Wärmestrahlung: Quadrat (1.000.000 / 58) = 131-facher tödlicher Radius (13.100 Meilen) Explosionsschaden: Cubert (1.000.000 / 58) = 26-facher Zerstörungs-Explosionsradius (ca. 1000 Meilen)

Diese Zahlen erzählen nicht die ganze Geschichte. Im Fall von Tsar Bomba war die Wärmestrahlung nicht sofort tödlich, aber über 100 Meilen hinaus immer noch gefährlich, und leicht gebaute Holzgebäude wurden durch den Explosionseffekt noch Hunderte von Meilen entfernt beschädigt oder zerstört. Eine 1-Tt-Bombe könnte Tausende von Kilometern weiter schädliche Auswirkungen haben.

Eine 1-Tt-Bombe müsste sehr hoch gezündet werden, um einen Bereich über dem Horizont seiner Wärmestrahlung auszusetzen und keine Energie zu verschwenden, um ihn zu graben Feuerball in den Boden. Ich glaube, der Feuerball nimmt mit der Kubikwurzel des Ertrags zu, folgt aber nicht ganz den Regeln, weil er gegen den eigenen Explosionsdruck gegen den Boden, der sein Wachstum enthält, „stößt“. Bei einem Durchmesser von 5 Meilen für Tsar Bomba würde ein 1 Tt einen Durchmesser von 130 Meilen haben und müsste bei 380.000 Fuß detonieren. Bei einem Durchmesser von 130 Meilen würde es sich nicht nur über der Troposphäre erstrecken (8–11 Meilen, enthält 75\% der atmosphärischen Masse), sondern die Hälfte davon würde sich über der Stratosphäre befinden (60 Meilen, die nächsten 20\% der Atmosphäre). Der größte Teil der Energie würde verschwendet.

Es wäre schwierig, die Auswirkungen zwischen der Verschwendung von Energie in den Boden und dem Verlust der Exposition über den Horizont in geringer Höhe und der Verschwendung von Energie in den Weltraum in großer Höhe in Einklang zu bringen. Aber Sie würden wahrscheinlich einen oder zwei Kontinente in beiden Fällen zu Tode verbrennen und die entstehende Asche würde das Klima jahrzehntelang verändern.

Bearbeiten: Um ganz klar zu sein, das sehr starre Scale-up, das ich gemacht habe, ist sehr starr . Es gibt eine Reihe von Faktoren, die die Ergebnisse verzerren: Ein kleinerer Winkel der Bombenexplosion zeigt aufgrund der Größe und Höhe der Detonation zur Erde, mehr zum Weltraum. Die Krümmung der Erde wird die weiteren Bereiche des betroffenen Gebiets noch etwas weiter entfernt halten. und schließlich wäre dies eine ökologische Katastrophe oder ein unvorstellbares Ausmaß. Der Film „Threads“ aus dem Jahr 1984 modelliert wissenschaftlich einen Atomkrieg mit einem Gesamtverbrauch von 3.000 Megatonnen (3 Gigatonnen), der für ein paar Jahrzehnte zu einer verschmutzten, vorindustriellen Welt und nach dem Krieg zu einem massiven Absterben der Bevölkerung führt. Dies ist, als würde man von einem Asteroiden getroffen.

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