A nukleáris fegyverek ereje
A nukleáris fegyver robbanó ereje az atomfegyver felrobbanásakor felszabaduló energia mennyisége, amelyet általában a trinitrotoluol (TNT) ekvivalens tömegében fejeznek ki , akár kilotonnában (ezer tonna TNT), akár megatonban (millió tonna TNT). . TNT), hanem néha TeraJoule (1 kilotonna TNT = 4.184 TJ ). Mivel a TNT által felszabadított energia pontos mennyisége mérési bizonytalanságnak van kitéve, és különösen a nukleáris kor hajnalán, az általánosan elfogadott szokás az, hogy egy kilotonnát TNT 10 12 kalóriának felel meg , ami nagyjából megegyezik 1000 tonna TNT robbanásakor felszabaduló energiára. Meg kell jegyezni, hogy a bomba által felszabadított energia önmagában nem elegendő annak meghatározására, hogy milyen potenciális károkat okozhat ez a bomba rövid és hosszú távon. Ez a károsodás mechanikai jellegű a lökéshullámhoz kapcsolódó robbanáshatással, az anyagok, a por és a bármilyen méretű tömbök meghajtásával és leesésével, a több ezer fokos kezdeti hőmérsékletű tűzgömb hőhatásával, a közvetlen azonnali sugárzással járó radioaktív hatásokkal nagyon hosszú távon, különösen por bejutása, elektromágneses hatás villám típusú impulzus által, amely tönkreteheti az elektronikus áramköröket. Egy adott energiájú bombánál ezek a hatások intenzitása változó attól függően, hogy milyen magasságban robban a bomba.
A teljesítmény / súly arány az energia mennyisége elosztva a fegyver tömegével. A fúziós fegyverek (termonukleáris fegyverek) maximális elméleti teljesítmény / tömeg aránya 6 megatonna TNT / bomba tonnánként (25 TJ / kg ). Arányok 5,2 megatonna / tonna feletti érték el a nagy fegyvereket közös használatra, mint egy nukleáris robbanófejet a korai 1960-as években. Azóta kisebb robbanófejek, szükség, hogy növeljék károsodások (károsodások / összes bombát tömeg) keresztül multihead elindítása rendszerek , a modern robbanófejek súly-súly hatékonyságának csökkenését eredményezte.
Példák
A hatáskörök növekvő sorrendjében (a legtöbb hatás hozzávetőleges):
| Bomba | Energia | Megjegyzések | |
|---|---|---|---|
| kt TNT | TJ | ||
| Davy crockett | 0,01-0,02 | 0,042 | Változtatható teljesítményű taktikai atomfegyver , mindössze 23 kg tömegű , az Egyesült Államok által valaha alkalmazott legkönnyebb (ugyanaz a fej, mint a SADM és a GAR-11 Nuclear Falcon rakéta ). |
| Kisfiú irányítatlan bomba Hirosimára | 12-15 | 50–63 | Uranium 235-ös bomba (a háborúban használt két atomfegyver közül az első). |
| Kövér ember irányítatlan bomba esett Nagasakira | 20–22 | 84–92 | Plutónium 239-et (a háborúban használt két atomfegyver közül a második) használó robbantóbomba . |
| W76 termonukleáris robbanófej | 100 | 420 | Ezekből a robbanófejekből tizenkettő felszerelhető a Trident II rakétába (lásd: Mirvage ); a leszerelési szerződések száma nyolcra korlátozódott. |
| Atombomba B61 | változó |
|
|
| robbanófej W87 | 300 | 1,300 | Ezekből a robbanófejekből tíz beépíthető az LGM-118 Peacekeeper rakétába (lásd: Mirvage ). |
| robbanófej W88 | 475 | 1990 | Ezekből a robbanófejekből tizenkettő felszerelhető a Trident II rakétába; a leszerelési szerződések száma nyolcra korlátozódott. |
| Ivy King Bomb | 500 | 2,100 | Az A-bombák közül a legerősebb: 60 kg uránt tartalmazó impozíciós bomba 235. |
| B83 Bomba | változó | 1,2 Mt-ig ; legerősebb amerikai fegyver aktív szolgálatban 2017-ben. | |
| robbanófej B53 | 9000 | 38 000 | A második legerősebb amerikai robbanófej a B41 után . 2010-ben már nem áll szolgálatban, de 50 továbbra is az amerikai nukleáris fegyverek készletében van ; akárcsak a Titan II rakétákban használt W53-as robbanófej, amelyet 1987-ben állítottak le. |
| Bombavár Bravo | 15 000 | 63 000 | Az eddigi legerősebb amerikai teszt. |
| EC17 / Mk-17, EC24 / Mk-24 és a B41 bomba (Mk-41) | változó | Az Egyesült Államok által valaha végzett legerősebb teszt: 25 Mt (100 PJ ); az Mk-17 volt a legnagyobb és legnehezebb bombák közül (18 tonna körül), az Mk-41 tömege 4800 kg (irányítatlan bomba, amelyet a B-36 bombázó szállított ; 1957-ben kivonták az aktív szolgálatból). | |
| A tesztsorozat által a Castle Operation alatt felszabadított teljes teljesítmény | 48,200 | 202 000 | Az Egyesült Államok által végzett legerősebb tesztsorozat. |
| Comba Bomba Bomba | 50 000 | 210 000 | A legerősebb szovjet nukleáris fegyver, amely valaha felrobban. Teljesítmény: 50 Mt . Teljes konfigurációjában (azaz ólom helyett pufferben szegényített uránnal ) elérte a 100 Mt teljesítményt . |
| Minden kumulatív nukleáris teszt | 510 000 | 2 100 000 | Az összes nukleáris kísérlet során felszabaduló összes energia. [1] |
Összehasonlításképpen: a Massive Ordnance Air Blast Bomb robbanóereje 0,011 kt volt , az Oklahoma City-beli bombázásoké pedig teherautóban műtrágyabomba felhasználásával 0,002 kt . A cseljabinszki meteor 2013-as felbomlása 440 kt teljesítményt adott ki , és a legerősebb véletlen nem nukleáris robbanás a második szovjet N-1 holdrakéta volt , amely elérte a 10 kt teljesítményt . A legtöbb nem nukleáris mesterséges robbanás sokkal gyengébb, mint a nagyon kicsi nukleáris fegyverek.
Teljesítményhatárok
A teljesítmény / tömeg arány a fegyver által kifejlesztett teljesítmény a fegyver tömegéhez viszonyítva. A H (fúziós) bombák elméleti maximális aránya 6 megatonna TNT / tonna (25 TJ / kg ). A gyakorlati szempontból elérhető határ kissé alacsonyabb, és általában alacsonyabb kisebb fegyverek esetében, mint amilyenek jelenleg többnyire megtalálhatók az arzenálokban, mert azokat Mirvage -hoz vagy rakéták hordozásához tervezték .
- A 25 Mt B41 bomba elméleti ereje 5,2 megatonna TNT / tonna / tömeg arányt adna neki. Bár ehhez sokkal nagyobb hatékonyságra lenne szükség, mint bármely más fegyvernek az Egyesült Államokban (legalább 40% -os hatékonysággal a lítium-deuterid megolvasztásakor), ami látszólag elérhető.
- 1963-ban a DoE minősítésének visszavont nyilatkozatai azt jelezték, hogy az Egyesült Államok rendelkezik technológiai képességekkel, hogy 35 Mt-os robbanófejet telepítsen a Titan II-re, vagy 50-60 Mt-os , B-52-esek által irányítatlan bombát hordozzon . Fegyvert nem használtak, de a B41-nél nagyobb teljesítmény / tömeg arányra lett volna szükség.
- A jelenlegi amerikai kézifegyverek esetében az arány tonnánként eléri a 600–2200 kilotonna TNT-t. Míg a nagyon kicsi taktikai eszközök, például a Davy Crockett esetében ez csak 0,4–40 kilotonna TNT volt tonnánként. Történelmi összehasonlításként a Little Boy esetében ez az arány csak 4 kilotonna TNT / tonna volt, és a valaha volt legnagyobb bombának, amely a Bomba cárt robbantotta fel , az arány 2 megatonna TNT / tonna volt (a hatalommal együtt szándékosan kétszorosára csökkentették). , így nem kétséges, hogy ez a bomba képes volt elérni a 4 megatonnát tonnánként).
- A valaha gyártott legerősebb tiszta hasadási bomba 500 kilotonnás teljesítményű volt, ami valószínűleg az ilyen típusú fegyverek felső határának megfelelő nagyságrendű. A fúzió valószínűleg jelentősen növelheti egy ilyen fegyver hatékonyságát, de a hasadó fegyverek felső határa a nagy kritikus tömeg miatt van. A fúziós bombának azonban nincs ismert hatalmi korlátja.
- Mivel az elméleti maximális arány 6 megatonna TNT / tonna körül van, és az elért maximális arány látszólag 5,2 megatonna TNT volt tonnánként, gyakorlati határt szab a levegő-föld fegyverek teljesítményének. Ne feledje, hogy a legújabb generációs fegyverek már nem rendelkeznek olyan nehéz burkolattal, amelyről úgy gondolták, hogy szükséges a nukleáris reakciók hatékony megvalósításához - ami jelentősen megnövelte a teljesítmény / tömeg arányt. Például az épített Mk-36 bomba aránya 1,25 megatonna TNT / tonna volt. Ha az Mk-36 5,5 t súlyú héját 2/3-val csökkentették volna, akkor a teljesítmény / tömeg arány 2,3 megatonna TNT / tonna lett volna, amit a fegyverek generációja is elér. később, ami a sokkal könnyebb B53-as bombát (9 Mt ) illeti.
- A hordozás miatti méretkorlátok felhasználhatók a nagyon nagy teljesítményű fegyverek határainak meghatározására. Ha az Antonov An-225 teljes 250 tonnás rakománya felhasználható lenne, 1,3 gigatonos bombát lehetne elszállítani. Hasonlóképpen, a rakétára szerelt fegyver maximális határa, amelyet annak teherbírása határoz meg. Az orosz SS-18 nagy interkontinentális ballisztikus rakéta hasznos teherbírása 7200 kg , így 37,4 megatonnás TNT elméleti maximális teljesítményű bombát tudna szállítani. Hasonlóképpen, a Saturn V rakéta több mint 120 tonnát, vagyis körülbelül 700 megatonnát képes szállítani.
Ismét meg kell jegyezni, hogy a nagy robbanófejek ritkán tartoznak a mai fegyvertárhoz. A kisebb MIRV robbanófejek sokkal rombolóbbak egy adott teljes teljesítményre vagy egy adott hasznos terhelésre.
Néhány robbanás ereje
Az alábbi lista meghatározza azokat a nukleáris robbanásokat, amelyek a nukleáris kort jelölték meg. Amellett, hogy a Hirosima és Nagaszaki bombázása , az első nukleáris teszt egy adott fegyver típusát egy ország szerepel, valamint a vizsgálatok, amelyek jelentős (például a legnagyobb vizsgálati soha). Valamennyi teljesítmény kilotonnában megadott TNT-ben van megadva . Feltételezhető teszteket (például a Vela-eseményt ) nem vettek fel.
| Keltezett | Vezetéknév | Teljesítmény (kT) | Ország | Megjegyzések |
|---|---|---|---|---|
| 1945-16-16 | Szentháromság | 19. | Egyesült Államok | Első hasadási bomba teszt, plutónium robbantóbomba első robbantása |
| 1945-08-06 | Kisfiú | 15 | Egyesült Államok | Bombázás a Hirosima a Japánban , első robbanás egy behelyezhető bomba dúsított urán első felhasználása a nukleáris bomba egy polgári lakosság után ultimátumot a szövetségesek, amely nem említi ezt használatát |
| 1945-08-09 | Kövér férfi | 21 | Egyesült Államok | Bombázás a Nagasaki a Japán , második használata, amely atomfegyver a polgári lakosság |
| 1946.01.01 | teszt Able | 23. | Egyesült Államok | Bikini-atoll ; ezek a tesztek ( Operation Crossroads ) voltak az Egyesült Államok negyedik és ötödik atomrobbanása . Céljuk az volt, hogy megismerjék a nukleáris robbanás tengeri hajókra gyakorolt hatásait. Ez az első, a Marshall-szigeteken lefolytatott kísérlet, amelyet elsőként a vendégek, köztük a sajtó is nyilvánosan bejelentett és megfigyelt. |
| 1946. 07-25 | teszt Baker | 23. | Egyesült Államok | |
| 1949-08-29 | RDS-1 | 22. | Szovjetunió | Az első hasadási bomba, amelyet a Szovjetunió tesztelt |
| 1951-05-05 | George teszt | 225 | Egyesült Államok | A "George" tesztet fizikai kísérletnek szánták a hidrogénbomba kapcsán . |
| 1952 03-10 | Hurrikán | 25 | Egyesült Királyság | A hasadási bomba első tesztje az Egyesült Királyság részéről. |
| 1952-11-11 | Ivy mike | 10,400 | Egyesült Államok | Lépcsős fúziós bomba első teljes tesztje folyékony deutérium felhasználásával -250 ° C-ra . |
| 1953-08-12 | Joe 4 | 400 | Szovjetunió | Első fúziós bomba (valójában egy erősített A bomba, de valójában nem egy szakaszos fúziós H bomba) |
| 1954-03-01 | Castle Bravo | 15 000 | Egyesült Államok | Első "száraz" szakaszos fúziós bomba; jelentős, nem tervezett radioaktív csapadék történt a polgári lakosságot érintve. |
| 1955-11-11 | RDS-37 | 1600 | Szovjetunió | A szovjet első fúziós bomba tesztje |
| 1957-11-11 | Markoló X | 1800 | Egyesült Királyság | A brit első tesztje egy fúziós bombának |
| 1960-02-13 | Kék jerboa | 70 | Franciaország | Első francia teszt egy A bombáról |
| 1961-10-10 | Bomba cár | 57 000 | Szovjetunió | A valaha tesztelt legerősebb termonukleáris fegyver (elméleti maximális teljesítményének 50% -ára korlátozva - 100 Mt ) |
| 1964-10-16 | 596 | 22. | Kína | Az első kínai hasadási bomba tesztje |
| 1967-10-17 | 6. sz. Teszt | 3 300 | Kína | Kínai első teszt egy fúziós bombáról |
| 1968-08-24 | Canopus | 2,600 | Franciaország | Az első francia teszt egy fúziós bombáról |
| 1975.05.18 | Pokhran-I | 12. | India | India első A-bombatesztje |
| 1998-05-11 | Pokhran-II | 20 | India | Az operatív fegyver első tesztje India által |
| 1998-05-28 | Chagai-I | 36–40 | Pakisztán | Paskistan első működőképes A-bombájának tesztje |
| 2006-10-10 | Észak-koreai nukleáris teszt, 2006. október 9 | ~ 1 | Észak Kórea | Észak-Korea először tesztelt egy A bombát, de a készülék kifújt . |
| 2009-05-25 | Észak-koreai nukleáris teszt, 2009. május 25 | 5–15 | Észak Kórea | A hasadási eszköz első sikeres tesztje Észak-Korea részéről |
| 2013-02-12 | Észak-koreai nukleáris teszt, 2013. február 12 | 6–7 | Észak Kórea | A hasadási eszköz harmadik tesztje Észak-Korea részéről |
1. megjegyzés: Kétféle fúziós bomba létezik, a Teller-Ulam konfigurációnak megfelelő valódi, szakaszos fúziós bomba vagy az adalékolt hasadási bomba . A nukleáris tesztsorozat teljesebb listáját lásd a nukleáris kísérletek listájában . Egyes hatalmi becsléseket, például a Bomba cár által kiadottakat, az India és Pakisztán által 1998-ban elvégzett teszteket, a szakemberek vitatják.
2. megjegyzés: Egyes nukleáris kísérletek a civil lakosságot érintő eséseket okozhattak, különös tekintettel az A bombatesztekre (hasadásra), valamint a helyi ökoszisztémákra.
Teljesítményszámítás és vita
A nukleáris robbanások erejét nagyon nehéz felmérni. Még nagyon ellenőrzött kísérleti körülmények között is nagyon nehéz meghatározni a pontos teljesítményeket, kevésbé kontrollált körülmények között pedig nagyon nagy lehet a hibahatár. Az erőket többféle módon lehet kiszámítani, a robbanás robbanásának nagysága, fényereje, szeizmográfiai adatai és a sokkhullám erőssége alapján végzett számítások útján. Enrico Fermi egy (nagyon) híres durva számítást végzett a Trinity teszt erejéről, amikor kis papírdarabokat ejtett a levegőbe, és megmérte azt a távolságot, amelyig a robbanás lökéshulláma vitte őket.
Geoffrey Ingram Taylor brit fizikus egyszerű dimenzióanalízissel jó közelítést kapott a Trinity teszteszköz teljesítményéről . Taylor megjegyezte, hogy a sugara R a robbanás kezdetben csak attól függ a E energiáját a robbanás, a t idő után a detonáció, és a levegő sűrűsége ρ. Az egyetlen módja annak, hogy homogén dimenziót kapjon hosszan ezekből a paraméterekből:
A Trinity teszt ellentétes képének felhasználásával (amelyet az Egyesült Államok kormánya nyilvánosságra hozott és a Life magazinban publikált) Taylor becslései szerint t = 0,025 s időpontban a robbanás sugara 140 méter volt. 1 kg / m 3 ρ értéket vett és E-re oldva megkapta, hogy a robbanás ereje körülbelül 22 kilotonna TNT (90 TJ ). Ez a nagyon egyszerű számítás összhangban van a bomba hozamának hivatalos értékével 10% -on belül (20 kilotonna TNT, vagy 84 TJ ). Ez az érték, amikor Taylor közzétette eredményét, rendkívül minősített információ volt .
Amikor ezek az adatok nem állnak rendelkezésre, mint számos esetben, a pontos hatásköröket tárgyalják, különösen akkor, ha azok politikai kérdésekre vonatkoznak. A használt fegyverek a Hirosima és Nagaszaki bombázása , például, már nagyon konkrét ötleteket, hogy becslése erejük elég nehéz bejegyzést . A hirosimai bomba, a " kisfiú " becslései szerint 12-18 kilotonna TNT (50 és 75 TJ közötti ) teljesítménye (azaz 20% -os hibahatár) fejlődött ki , míg a nagasaki bomba, a " Kövér ember " becslések szerint 18 és 23 kilotonna TNT (azaz 75 és 96 TJ közötti ) teljesítmény volt (10% -os hibahatár). Ezek a látszólag kis bizonytalanságok fontosak lehetnek, amikor megpróbálják felhasználni e robbanások adatait a bombák valós életben történő extrapolálásához. Gyakran a bomba erejét is "Hirosima egyenértékben" értékelik. Például az Ivy Mike hidrogénbomba 867 vagy 578 hirosimai bombával volt egyenértékű - ez elég nagy (bár pusztán elméleti) különbség attól függően, hogy a magas vagy az alacsony besorolást használta-e. Más hatalmak vitatták, nevezetesen a Bomba cár bombáját. Állítólag különböző politikai szereplők szerint "csak" 50 megatonna TNT (210 PJ ) vagy legfeljebb 57 megatonna TNT (240 PJ ).
Megjegyzések és hivatkozások
- (hu) Ez a cikk részben vagy egészben venni a Wikipedia cikket angolul című „ nukleáris fegyver hozam ” ( lásd a szerzők listáját ) .
- A B-41 bomba
- [2010-es teszt] Kakodkar szerint a Pokhran-II tesztek teljes mértékben sikeresek], 2009. szeptember 24
- pakisztáni nukleáris fegyverek . Amerikai Tudósok Szövetsége. 2002. december 11
- Lásd: GI Taylor, Proc. Roy. Soc. London A 200, p. 235-247 (1950)].
Függelékek
Kapcsolódó cikkek
- Atomrobbanás , amely (többek között) foglalkozik az atomfegyverek hatásával.
Külső linkek
- - Mekkora volt a hirosimai bomba hozama? (kivonat a hivatalos jelentésből)
- "A nukleáris robbanások általános elvei" , 1. fejezet: Samuel Glasstone és Phillip Dolan, szerk., A nukleáris fegyverek hatásai , 3. kiadás. (Washington DC: Amerikai Védelmi Minisztérium / USA Energetikai Kutatási és Fejlesztési Igazgatóság, 1977); információt nyújt a nukleáris hozamok és más hatások (sugárzás, károk stb.) viszonyáról.
- "1998 MÁJUS POKHRAN-TESZTEK: Tudományos szempontok" , az indiai 1998-as tesztek hozamának meghatározására használt különféle módszereket tárgyalja.
- Megvitatja az indiai teszthozamok körüli vitákat
- - Mennyi az India nukleáris kísérleteinek valódi hozama? Carey Sublette NuclearWeaponArchive.org oldaláról
- Nagy hozamú nukleáris detonációs hatások szimulátora