氢弹能炸掉一个省吗 原子弹的爆炸范围真的那么恐怖吗,注意是爆炸冲击波范围,能把一个地级市摧毁吗
大家好,小生来为大家解答以上的问题。氢弹能炸掉一个省吗,原子弹的爆炸范围真的那么恐怖吗,注意是爆炸冲击波范围,能把一个地级市摧毁吗这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
不会,想要完全摧毁一个正八经儿的地级市就连能量等级更高的氢弹都做不到,更不要说初代的原子弹了。所以对于核武器大家要有一个正确的认识,不要觉得核武器就是“秒天秒地秒空气”,核武器也是存在有效杀伤范围的,而且起主要破坏效果的冲击波在传递过程中是有极大衰减的。下图是一个50万吨当量核武器地爆的冲击波范围,其实造成建筑物大部分倒塌的5psi只能辐射到2.2-3.6英里,也就是5.6公里左右。
既然说到杀伤范围的问题,其实对于核武器有效杀伤范围是有界定的,即90%人员装备建筑物损毁。正常来讲,核武器有效杀伤半径为和有效杀伤面积大致为:
R= C * 爆炸当量^1/3(C为比例常数,取1.493885);
S=πR^2
目前世界上爆炸当量最大的原子弹是1952年11月16日“常青藤实验”第二阶段中爆炸的美国MK-18“国王”原子弹,爆炸当量为50万吨TNT炸药。按照上面的有效毁伤范围来看,“国王”的有效杀伤半径为5.5公里,直径11公里,面积95平方公里,是不是没有想象中的那么大?如果我们把范围扩大到氢弹,干脆直接以苏联RDS-220“大伊万”为例,世界上实爆最大的核武器,爆炸当量为5500万吨TNT当量,实际有效杀伤半径为26.82公里,直径为53公里,面积2255平方公里。从效果上大当量氢弹杀伤范围远远小于最大的原子弹,但是对于一个完整的地级市来讲这点面积并不算什么,我大概查了一下,中国面积排在第150名的地级市面积为10941平方公里,城区面积为2045平方公里。也就是说即便是5500万吨级的“大伊万”氢弹也只能勉强将一个面积中等偏下的地级市城区完全摧毁。下图是将50万吨的“国王”投掷在东京的场景,中心黄色和灰色圆圈被完全摧毁,但对比整个东京来说其覆盖的范围依然有限,此时核武器爆炸高度为3960米
当然,上面提到的杀伤面积只是有效杀伤面积,要求90%人员装备建筑物损毁,但是冲击波覆盖的范围可不止上百平方公里。但是有这么几个问题我们要注意:
冲击波不是无限扩散的。
冲击波冲击波超压的传播距离的增大而是衰减的,而且是快速衰减。
一般来讲影响冲击波杀伤半径的有2点:
1.爆炸相似定律:即当冲击波超压一定时,冲击波传播距离与爆炸当量的立方根成正比
2.比例爆高:比例爆高是指地面合成波最大传播距离的一个计算参数,其具体计算为H/Q^(1/3),其中H为爆炸高度(米),Q为爆炸当量(千吨)。而地面合成波又是指核武器爆炸后冲击波触地并反弹,其中触地后的反射波和入射波合并后就是“地面合成波”。也就是说在比例爆高这个因素当中冲击波的传播距离与核武器投放高度和核武器爆炸当量都有关。下图为当量1千吨地面合成波等超压曲线,根据这个曲线再结合上面提到的爆炸相似定律推算任意高度、任意当量在某距离上的超压值。
那么这个问题我们还是把5500万吨的“大伊万”请出来。首先我们要说明白摧毁的衡量标准,下图为对城市建筑物破坏等级所需要的超压值,可以看到对于单层砖木结构建筑严重破坏需要1.5*10^4Pa的超压值,而对底层混合结构建筑更是需要4*10^4Pa。
我们只讨论最容易摧毁的单层砖木结构建筑:1961年10月30日“大伊万”爆炸当量5500万吨,爆炸高度4200米左右,按此推算其比例爆高为110 米/(千吨)^(1/3)。那么查上述1千吨地面合成波等超压曲线,当比例爆高为110时,1.5*10^4Pa的距离只有900米多一点,这样根据比例距离当量为55000千吨的“大伊万”的1.5*10^4Pa实际距离只有34公里左右。也就是说只能摧毁34公里内的单层砖木结构建筑,覆盖面积大概是3269平方公里。还是查了一下中国城市面积,就说我所在的城市,总面积11282平方公里,城区面积5019平方公里。当然,这个城市城区面积相对较大,对于一般城市“大伊万”来说摧毁城区没有问题,但是想要摧毁一个完整的地级市还是不可能的。如果换成当量更小的原子弹,那么恐怕连基本的城区都不可能做到摧毁,更不要说涵盖郊区了。
实际上,1945年8月6日投掷在广岛的小男孩原子弹,距离超过2公里后人员因为光辐射和冲击波的死亡概率已经下降到5%了。这些结果可能出人意料,但只是大家对于核武器的期望实在是太大,将原子弹和氢弹的效果无限放大,就包括沙皇炸弹也没有能力将整个东京夷为平地,最多说造成的辐射伤害和放射性物质沉积会大面积覆盖整个城市,造成未来很长一段时间对生物的威胁。
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