Ydinräjähdyksen vaikutukset

Ydinräjähdyksen vaikutus

Ydinräjähdyksen vaikutuksia räjäytyksille, jotka tapahtuvat juuri sillä korkeudella, että räjähdyksen tulipallo ei kosketa maata. Tällöin radioaktiivinen laskeuma on pienehkö.

GR = vaikutusalueen maanpintasäde, ER = säde suoraan korkealla ilmaräjäytyksen keskipisteestä maanpintaan. Oletetaan kohdealueella melko tasainen maasto, hyvä näkyvyys, yli 20 km, keskinkertainen 103 kPa:n (15 PSI) ilmanpaine, räjähtävä pommi keskimääräinen, ei esimerkiksi neutronipommi. Normaali sää, ei niin sanottua heijastavaa inversiokerrosta, joka voimistaa paineaaltoa.

Vaikutusala GR / km

Räjähdysvoima / Räjäytyskorkeus

1 kT / 200 m

20 kT / 540 m

1 MT / 2,0 km

20 MT / 5,4 km

Painevaikutukset

Kaupunkialue melkein
kokonaan maan tasalle (20 PSI)

0,2

0,6

2,4

6,4

Useimmat asuinrakennukset tuhoutuvat (5 PSI)

0,6

1,7

6,2

17

Keskinkertaista vauriota siviilirakennuksille (1 PSI)

1,7

4,7

17

47

Lämpösäteilyn vaikutuksia

Materiaalien (puu jne) syttyminen

0,5

2,0

10

30

Kolmannen asteen palovammat
iho palaa karrelle

0,6

2,5

12

38

Toisen asteen palovammat
rakkoja

0,8

3,2

15

44

Ensimmäisen asteen palovammat
iho palaa punaiseksi

1,1

4,2

19

53

Välitön alkusäteily
SR / km

Tappava kokonaissäteilyannos
(neutronit ja gammasäteet)

0,8

1,4

2,3

4,7

Äkillinen säteilysairaus

1,2

1,8

2,9

5,4

Ydinräjähdyksen vaikutuksen laskukaavoja

Polttovaikutus

Ensimmäisen asteen palovammoissa iho punoittaa, toisen asteen palovammoissa syntyy rakkoja ja kolmannen asteen palovammoissa iho hiiltyy. Toisen ja kolmannen asteen palovammat ovat vakavia. Niitä syntyy 20-40 J/cm2 lämpömääristä eli noin 5-10 kaloria/cm2. Auringonsäteily jonka vaikutus on kuumana kesäpäivänä 2 kaloria neliösenttimetriä kohti, aiheuttaa ihon palamisen punaiseksi tai jopa rakkoja jos hiussuonissa ei kulje veri. Kolmannen asteen palovamma vaatii 100 astetta, jolloin kudos kiehuu tai 200-300 astetta, jolloin alkaa hiiltyminen. 1 megatonnin pommi aiheuttaa tulimyrskyn 12,5 km:n päässä, erillisiä tulipaloja 14,0 km:n päässä sekä metsäpaloja 14,3 km:n päässä. 1. asteen palovammoja tulee 19,2 km:n päässä, ja vakavia II asteen palovammoja 13,8 km:n päässä sekä III asteen palovammoja 11,4 km:n päässä.

Polttovaikutukseen vaikuttaa kohteeseen imeytynyt kokonaissäteily, johon vaikuttaa

säteilyn voimakkuus, pienenee suhteessa räjähdyspaikasta mitatun etäisyyden neliöön
säteilyn kesto : auringonsäteily 8 J/cm2/min vaaraton, ydinräjähdyksen lämpösäteily 8 j/cm2/0,1s vaarallinen,

näiden kokonaissäteilyjen ero on 600-kertainen.

kohteen ominaislämpökapasiteetti
- 1 kalori, 4,2 joulea nostaa vesigramman lämpötilaa 1 asteella,

puun tai kiven lämpötilaa viidellä asteella, rautagrammaa 10 asteella. Tämä kuumentaisi sanomalehtipaperia noin tuhannella asteella, koska sen pintatiheys on 5 grammaa/neliösenttimetriä kohden.

kohteen lämmönheijastuskyky.
kohteen lämmönjohtokyky, metallit johtavat 100000 kertaa enemmän lämpöä kuin puu ja kuumenevat siten hitaammin.

Esimerkiksi Hiroshimassa tummien vaatteiden kuviot paloivat kiinni ihoon, koska tummaa imee säteilyä, vaalea heijastaa sitä. Yhden megatonnin räjähdyksessä vapautuu lämpöä pidemmän aikaa kuin yhden kilotonnin räjähdyksessä. Tällöin vapautuu 15 J/cm2 20 km:n päässä, joka aiheuttaa 1. asteen palovammoja, samoin kuin 1 kt:n räjähdyksessä 1 kilometrin päässä. Helposti syttyvät aineet syttyvät tuleen kilotonniluokan räjähdyksissä lämpömäärillä 20-60 J/cm² ja megatonniluokan räjähdyksissä lämpömäärillä 10-125 J/cm².

Karkea kaava lämpösäteilyn voiman laskemiselle:

Lasketaan ensin yhtä kaloria vastaava säde räjähdysvoimalla Y kilotonnia. 1 megatonni on tuhat kilotonnia.

R_{1kalori} = 3,16 \cdot \left( {Y} \right)^{0,471}

Seuraavaksi lasketaan n:ää kaloria vastaava säde.

R_{nkaloria} =  \frac { R_{1kalori} \cdot  R_{1kalori} } {E_{kaloria}}

Kaava on ilmaräjähdykselle näkyvyydelle 50-80 km. Suurkaupungin näkyvyys on vain 10-20 km jolloin etäisyydet on kerrottava kertoimelle 0,75 ja esikaupunkien näkyvyys on 30-40 km, jolloin kerroin on 0,9. Pintaräjähdyksissä etäisyydet ovat pienempiä.

Kaavan tarkkuus on 10%. Megatonniluokan räjähdyksillä lukuja voi korottaa 10%. Tämän kaavan mukaan 1 megatonni tuottaa 12.93 kilometrin päässä 40 kaloria, mikä aiheuttaa vakavia palovammoja ja yleensä sytyttää helposti syttyvän materiaalin.

r = vaikutussäde km
Y = räjähdysvoima kilotonnia.
tarkkuus noin 10 prosenttia

$r_{\textrm{I \ asteen \ palovammat}}$	$=$	$Y^{0,38} \cdot 1,20$ (polttovaikutus $2,5 \frac{\operatorname{cal}}{\operatorname{cm^2}}$ )
$r_{\textrm{II \ asteen \ palovammat}}$	$=$	$Y^{0,40} \cdot 0,87$ (polttovaikutus $5 \frac{\operatorname{cal}}{\operatorname{cm^2}}$ )
$r_{\textrm{III \ asteen \ palovammat}}$	$=$	$Y^{0,41} \cdot 0,67$ (polttovaikutus $8 \frac{\operatorname{cal}}{\operatorname{cm^2}}$ )

Materiaalit syttyvät suuremmilla räjähdysvoimakkuuksilla yhä suuremmilla lämpömäärillä. Voidaan ilmoittaa esim 1 kilotonnia vastaava lämpömäärä ja potenssi, jonka mukaan lämpömäärä muuttuu räjähdysvoimakkuuden muuttuessa. 200 J/cm2 sytyttää varmasti miltei minkä tahansa materiaalin millä tahansa räjähdysvoimakkuudella. Lämpömäärä, mikä tarvitaan kuusen neulasten syttymiseen: 1 Mt:llä 67 J/cm2. Tästä saadaan kaava, jossa 1 kilotonnille tämä luku on 24,6 J/cm2 ja potenssi 0,145. Kuusen neulasten syttymiseen tarvitaan melko suuri lämpömäärä. Se on lähellä ruskean käärepaperin syttymistä, joka tapahtuu 1 megatonnilla 54 J/cm2:ssa. Helpoiten syttyvät pudonneet lehdet ja kuiva laho puu 1 megatonnilla 25 J/cm2:ssa. Tälle saadaan 1 kt:ssa lämpömäärä 10,9 ja potenssi 0,12. Sanomalehtipaperi syttyy yhden megatonnin räjähdyksessä 29 J/cm2 ja potenssi on 0,1 pienelle räjähdysvoimalle, suurelle 1kt -> 14,52 0,237 ja 1 kt:ta vastaava olisi silloin 5,64 J/cm2. Karhealla heinälle 1 kt:ta vastaava syttymislämpömäärä on 15,5 j/cm2 ja potenssi 0,13 ja hienolle heinälle 12.5 j/cm2 ja 0,14. Vaikeasti syttyvä puuvillainen työpukukangas syttyy 1 mt räjähdyksessä 113 j/cm2:lla, tämä tuottaa 1kt:lle lämpömäärän 19.64 ja potenssin 0,253.

Metsäpalo syttyy

R_{metsapalo} = 0,86 \cdot \left( {Y} \right)^{0,407}

Laaja palo syttyy (kaavan tarkkuus 5%)

R_{tulimyrsky} = 0,632 \cdot \left( {Y} \right)^{0,432}

1. asteen palovammat:

R_{punotus} = 0,951 \cdot \left( {Y} \right)^{0,435}

Potenssi on välillä 425 -- 435. Megatonniluokan räjähteille potenssi .432 ja 1kt vastaava etäisyys 0,972. Tarkkuus 1%.

2. asteen palovammat:

R_{rakkoja} = 0,728 \cdot \left( {Y} \right)^{0,426}

Kaavan tarkkuus 6% 5 Mt asti. Megatonniluokan räjähteille 1 kilotonnia vastaava on 0.785 km ja potenssi 0.415.

3. asteen palovammat

R_{karrelle} = 0,627 \cdot \left( {Y} \right)^{0,42}

Painevaikutus

Pintaräjähdyksen painevaikutus on suoraan verrannollinen räjähdysenergian kuutiojuureen.

P_b = P_a \cdot \left( \frac{Y}{Y_a} \right)^{1/3}

1 megatonnin pintaräjähdys levittää 7 kPa (1 PSI) painevaikutuksen jopa 80,76 kilometrin päähän. Tämä aiheuttaa ikkunoiden särkymisen. 14 kPa (2 PSI) (katot ja ovet rikkoutuvat) 34 kilometrin säteellä. Asuinrakennukset sortuvat 21 kPa:n takia 13 km:n säteellä, ja useimmat rakennukset sortuvat 5 PSI:n paineessa 13 km:n päässä räjähdyksen keskustasta. Tätä pidetään tyypillisenä kuolettavan tuhoalueen säteenä. Tällä etäisyydellä on kuolleita laajalti. Useimmat ihmiset kuolevat 70 kPa:n paineessa 5,5 km:n päässä, ja 3,5 km:n päässä on 140 kPa:n ylipaine, jolloin kuolleiden osuus on lähellä 100%:ia. Normaali ilmanpaine on lähellä 100 kPa:ta.

Kun 1 megatonnin räjähdyksessä tulipallo on kasvanut maksimikokoonsa (2200 metriä) on paineaalto 5 kilometrin päässä ja minuutin kuluttua räjähdyksestä, jolloin tulipallo ei enää näy, on paineaalto 20 km:n päässä. Paineaallon nopeus on vielä tällöinkin äänen nopeutta suurempi. Paineaalto heikkenee suhteessa etäisyyden neliöön. Paineaalto aiheuttaa äkillisen paineen nousun, voimakkaan tuulen räjähdyskohdasta poispäin ja alipaineen ja imun, jossa tuulet puhaltavat kohti räjähdyskeskipistettä. Ilmaräjähdyksessä kehittyy yhdistynyt painerintama eli Machin rintama noin 5 sekunnin kuluttua räjähdyksestä 2 kilometrin päässä räjähdyskeskipisteestä. Tällöin räjähdyksen voima on 2 kertaa normaalia paineaaltoa suurempi. Tämäkään ei riitä lisäämään painevaikutusta merkittävästi, mutta tämä vahvistuu heijastuessaan 10-kertaiseksi. Dynaaminen paine (tuulen paine) tuhoaa mastoja, siltoja ym heikkoja rakenteita. pidemmillä räjähteillä ylipaine kestää pidempään niin että magatonniluokan 30 kPa on sama kuin kilotonniluokan 50 kpa. 100 kpa puhkaisee tärykalvot ja 350 kPa (300-500 kpa) eli 50 PSi tappaa.

>
ylipaine PSI ylipainen kPa etäisyys 1 Mt
2400 m ilmaräjähdys tuulennopeus tuhot
0,03 PSI Ainakin jotkut heikot ikkunalasit särkyvät?
n. 0,2 PSI Ikkunoita särkyy ja seiniä halkeilee (Hiroshima)
0,5 PSI Lievä vaurio: Ikkunoita särkyy laajalti, sirpaleet vammauttavat.
1 PSI 7 18,6 56 Ikkunalasit särkyvät, lieviä vammoja sirpaleista.
2 PSI 14 ? ? Vähäiset vauriot. katot, kevyet väliseinät ja ovet rikkoutuvat.
3 PSI 21 9,5 153 Asuinrakennukset sortuvat, vakavat vammautumiset tavallisia, vakavia voi esiintyä, ehkä kuolleita. Teräsbetonirakennusten seinät lentävät pois. Avomaastossa tuulen mukana kuljettavat esineet tappavat ihmisiä.
3,5 PSI 50 prosenttia tavallisissa asuinrakennuksista seisovista kuolee
5 PSI 34 7,0 255 Useimmat kevyet liikerakennukset ja asuinrakennukset sortuvat. Vahvat rakennukset vaurioituvat pahoin. Vammautumiset tavallisia, kuolemaan johtavat yleisiä.
7 PSI 50 prosenttia tavallisissa asuinrakennuksista makaavista kuolee
10 PSI 70 4,8 470 Useimmat ihmiset kuolevat, betonirakennukset luhistuvat tai vaurioituvat vakavasti.
20 PSI 140 1,3 760 Lähes kaikki kuolevat, vahvat betonirakennukset tuhoutuvat maan tasalle tai vaurioituvat vakavasti.
30 PSI Kaikki kuolevat.

Tuhoalue lasketaan yhtälöstä:

r_{\textrm{paine}} = Y^{0,33} \cdot vakio_{\textrm{paine}}

, jossa > align=center

$vakio_{\textrm{paine \ 1 \, psi}}$	$=$	$2,2$
$vakio_{\textrm{paine \ 3 \, psi}}$	$=$	$1,0$
$vakio_{\textrm{paine \ 5 \, psi}}$	$=$	$0,71$
$vakio_{\textrm{paine \ 10 \, psi}}$	$=$	$0,45$
$vakio_{\textrm{paine \ 20 \, psi}}$	$=$	$0,28$

1 PSI on 6894,7 Pa (6,8947 kPa). 290 km/h tuuli on tappava, sillä se kuljettaa suurella nopeudella pikkuesineitä kuten lasinsiruja.

Rakenteiden tuhoutuminen paineen takia

Paineaallon syyntaisten ohtojen tuhoutuminen noudattaa omaa lainalaisuuttaan b=0,42*y^0.408 km optimikorkeuden ydinräjähdyksessä. Paineaaltoa vastaan poikittain olevat johdot tuhoutuvat kaavan bp=0,5*y^0,411 mukaan. Niinpä 1 kilotonnin räjähdyksellä paineaallon suuntaiset avojohdot tuhoutuvat tämän mukaan 420 m:n päässä ja megatonnin räjähdyksellä 7,1 km:n päässä. Poikittain paineaaltoa vastaan olevat avojohdot tuhoutuvat 1 kilotonnilla 500 m:n päässä ja megatonnilla 8,5 km:n päässä. Pintaräjähdyksessä 30% kaatuneista puista on tiellä, etäisyydellä 0,43*y^0,417 km. Tämä etäisyys on 20 kilotonnin pintaräjähdykselle 1,5 km ja 1 megatonnin pintaräjähdykselle 7,7 km. Vähäisten vaurioiden eli 2 PSI:n raja on monissa tuhovaikutuslaskelmissa kerroin a. Tämä etäisyys a on ilmaräjähdykselle 1,37*y^0,328 ja pintaräjähdykselle 2 PSI:n raja a=0,77*y^0,336. 2 PSI:n raja on 1kt ilmaräjähdykselle 1,37 km ja pintaräjähdykselle 0,77 km, sekä 1 mt ilmaräjähdykselle 28 km ja pintaräjähdykselle 17 km. Autot tuhoutuvat etäisyydellä 5/6b ja kevyet lentokoneet etäisyydellä 1,6a. 1 mt:n ilmaräjähdyksessä autot tuhoutuvat 5,9 km:n etäisyydellä.

Ikkunoiden särkyminen

Painevauriot jollekin rakennetyypille riippuvat rakenteiden ominaisuuksista ja voivat vaihdella huomattavastikin tilanteen mukaan. Esimerkkinä tästä on ikkunoiden särkyminen.

Hiroshimassa särkyi erässä kohdin 10 prosenttia ikkunoista korkealla mäellä 11,2 km:n päässä, ja eräässä painumassa 6,4 km:n päässä räjähdyspaikasta ei havaittu mitään vaurioita. Tiilet siirtyilivät Hiroshimassa yleensä 2,4 km:n päässä mutta joskus jopa 7,9 km:n päässä. Voi olla eristyneitä alueita missä ikkunat joko särkyvät tai eivät säry ympäristöstä riippumatta. Niin sanottu inversiokerros heijastaa paineaaltoa.

Ikkunoiden särkyminen riippuu ikkunoiden lujuudesta. 7,5 kpa rikkoo keskimääräisen ikkunalasin. 7 000 kPa eli 1 PSI:n paineessa rikkoutuu varmasti, noin 35 prosenttia rikkoutuu vielä 2,6 kPa:n eli 0,4 PSI:n paineessa. 60 prosenttia rikkoutuu yli 8 kpa:n paineessa.

Kaikki ikkunat särkyvät 0,19–0,3 PSI:n paineessa eli noin 155 dB:ssä. 50 prosenttia särkyy 0,17 PSI:ssä (0,13–0,23 PSI) eli 155 dB:ssä. 30 prosenttia särkyy 0,12 PSI:ssä (0.08–0.12 PSI) eli 151 dB:ssä. 10 prosenttia ikkunoista särkyy 0,09 PSI:n paineessa (0,07–0,12 PSI). Toisen arvion mukaan promille ikkunoista särkyy 0,1 PSI:n paineessa. Tämä vastaa 150 desibeliä. Yhtään ikkunaa ei säry 0,03 PSI:n alla.

Ilmaräjähdys

Ilmaräjähdys on ydinräjähdys, joka on suoritettu korkeudella, jolla räjähdyksen synnyttämä tulipallo ei kosketa maata. Tällä korkeudella tehty räjähdys ei ime suurta määrää ainetta radioaktiiviseen pilveen. Huomattavaa on, että tulipallo nousee kuin kuumailmapallo heti synnyttyään eri nopeudella riippuen räjähdysvoimasta. 1 megatonnin tulipallo näyttää hetken ajan aurinkoa kirkkaamalta vielä 100 km:n päässä ja korkealla ilmakehässä suoritetun megatonniräjähdyksen tulipallo näkyy 1000 km:n päässä. 1 megatonnin räjähdyksen tulipallo on 130 m 0,7 millisekunnin kuluttua räjähdyksestä ja on suurimmillaan 10 sekunnin kuluttua ollen 2200 m läpimitaltaan. Tulipallo kohoaa tämän jälkeen 75 -- 100 metriä sekunnissa. Minuutin kuluttua tulipallon säteily ei enää näy ja se on noin 7 km räjähdyspaikkaa korkeammalla. Tulipallo muuttuu noustessaan rengasmaiseksi ja se näkyy monesti kirkkaana nousevan pilven alaosassa. Sienipilvi syntyy tästä rengaspilvestä ja maasta imeytyvästä roskasta. Yli 40 km:n korkeudella suoritetut räjähdykset ovat hyvin kirkkaita ja voivat varsinkin talvella aiheuttaa laajalla alueella silmävaurioita. Tulipallo säteilee radioaktiivista neutroni- ja gammasäteilyä noin minuutin ajan. Tärinä aiheuttaa pintaräjähdyksessä tuhoa alueella joka on noin kolme kertaa räjähdyksen säde.

Korkeuksia, joilla tulipallo ei kosketa maata

Räjähdysvoima Korkeus, jolla tulipallo ei kosk. maata
1 kt 100 m
10 kt 200 m
100 kt 400 m
1 Mt 1000 m (tulipallon läpimitta max 2200 m)
10 Mt 3000 m
100 Mt 7000 m

Räjähdyskorkeus, jolla syntyy vielä suuri laskeuma

border='2' cellpadding='4' cellspacing='0' style='margin: 1em 1em 1em 0; background: #f9f9f9; border: 1px #aaa solid; border-collapse: collapse; font-size: 95%;'
Voima Korkeus, jolla
syntyy suuri laskeuma
10 kt 150 m
100 kt 360 m
1 Mt 900 m
10 Mt 2100 m

Vedessä tapahtuvan räjähdyksen vaikutuksia

Jos räjähdys tapahtuu 20m:n syvyydessä vedessä, yhden kilotonnin räjähdys aihauttaa hyökyaallon jonka korkeus on h=0,7*r^-0,94. r = etäisyys metreinä räjähdyspaikasta. Hyökyaallon korkeus riippuu myös räjähdysvoimakkuudesta kaavan y^(1/4) mukaan.

Esim: (räjähdysvoima, aallon korkeus m, etäisyys km ...)

1kt 2m 0,36 km, 4m 0,17

1Mt 2m 2,0 km , 4m 0,96

Laiturit tuhoutuvat etäisyydellä 0,14*y^0,260 tai 0.152*y^0.248 1 kt:lla 140 m:n päässä ja 1 mt:llä 850 m:n päässä. Kaavat ovat lähellä hyökyaaltokaavoja. Huomataan, että tämä tuhovaikutus ei kasva nopeasti räjähdysvoimakkuuden mukana. Laivat tuhoutuvat etäisyydellä 0,240*y^(1/3). Tämä on tyypillinen painevaikutuksen luonteinen 1/3 kasvu räjähdysvoimakkuuden mukana. Esimerkiksi yhden kilotonnin räjähdys tuhoaa laivat 240 m:n päästä ja yhden megatonnin räjähdys 2,4 km:n päästä.

Sienipilvi

Ydinräjähdyksen sienipilvi syntyy nousevasta tulipallosta 6 -- 12 kilometrin korkeudessa räjähdyksestä tulipallon näkyvän säteilyn hiivuttua ja muututtua rengasmaiseksi ilmavirtauksissa. Sienipilvi saavuttaa 20 kilotonnin räjähteellä 10 km:n korkeuden ja 1 megatonnin räjähteellä 20 km:n korkeuden.

Räjähdyskraatteri

Räjähdyskraatterin ominaisuudet riippuvat räjähdyskorkeudesta (räjähtääkö maan pinnassa, maan sisässä vai ilmassa ja miten korkealla tai syvällä). Kiviseen tai kallioiseen maahan syntyy pienempi kraatteri kuin hienojakoiseen maahan. Kraatterin pohjalla on sulanutta lasimaista kiveä, jonka jälkeen on paksu halkeilleen kiven vyöhyke, ja muuntuneen kiven vyöhyke joka ulottuu 2–3 kertaa kraatterin sädettä kauemmaksi). Maan alla aiheutunut ydinräjähdys synnyttää ontelon ja pienen sortumakraatterin jos räjähdys tapahtuu suhteellisen syvällä. Matalalla ilmassa tapahtuva räjähdys aiheuttaa jonkinlaisen kraatterin, joka ei ole yhtä syvä kuin pintaräjähdyksen aiheuttama kraatteri. Kallioisessa maaperässä tapahtuva räjähdys aiheuttaa voimakkaan maanjäristyksen eli tärinän laajalla alueella, 1 kilotonnin pommi kilomtrien säteellä. 150 metrin korkeudella räjäytetty 1 megatonnin ydinase ei aiheuta merkittävää kraatteria.

Pintaräjähdyksen kraatterien ominaisuuksia.

>
Räjähdysvoima Kraatterin läpimitta m Kraatterin syvyys m
1 kT 40 9
20 kT 193 24
600 kT 643 64
1 MT 290 70
10 MT 792 152
20 MT 2 253 241
100 MT 3 678

Kraatterin säde ja syvyys riippuvat kaavasta:

R = R_a \cdot \left( \frac{Y}{Y_a} \right)^{0,295}

. Tämä on niin sanottu 1/3,4-potenssikaava, missä

R

= kraatterin läpimitta, syvyys tai muu ominaisuus räjähdysvoimalla

Y_a

Monesti käytetään kaavaa

R = 0,396 \cdot \left(\frac{Y}{1 \, \textrm{Mt}} \right)^{\frac{1}{3}}

. 1/3-potenssi on kuitenkin lähinnä kokonaan pinnanalaisten räjähdysten ontelojen laskemiseen.

Kraatterin mitat

Erään lähteen mukaan kraatterin mitoille on kaava, joka poikkeaa hieman yllä olevasta.

Dc = D_{ca} \cdot \left( \frac{Y}{Y_a} \right)^{0,3254}

Potenssi 0,3254 on kaavassa 1/3,07 ja 1 kilotonnin pommille $D_ca$ on 38 metriä. Kraatterin reunavalli ulottuu $2 \cdot D_ca$ läpimittaiselle alueelle. Reunavallin huippu ulottuu $1,5 \cdot Dc$ läpimittaiselle alueelle eli koko reunavallin säde on 1,5 kertaa kraatterin säde ja reunavallin huipun säde 1,25 kertaa kraatterin kuopan säde. Reunavallin huippu osuu murtumavyöhykkeen rajalle. Murtumavyöhykkeen läpimitta on 1,5 kertaa kraatterin läpimitta ja plastisen vyöhykkeen läpimitta noin 2,5 kertaa kraatterin läpimitta. Plastiselle vyöhykkeellä tapahtuu voimakas maanjäristys. Reunavallin korkeus on kraatterin syvyys h/4.

Lasimaisen aineen ja heitteleen paksuus lienee 0,1 Dc tai 0,25 H. Kraatterin alla kraatterin keskipisteen kohdalla murtumavyöhyke ulottuu 0,8 Dc:n syvyyteen pinnasta tai murtumavyöhykkeen paksuus on 0,4 Dc tai 0,7 H. Plastisen vyöhykkeen syvyys on kraatterin keskuksessa maanpinnasta mitaten Dc tai 2,5 H.

Murtumavyöhyke ulottuu kraterin alla

Jos maa on märkää, halkaisija on kerrottava 1,7:llä ja syvyys H ja korkeus H/4 0,7:llä. Kovaan kallioon syntyy kraatteri, jonka mitat (läpimitta D, syvyys H) ovat 0,8 kertaa laskukaavan muuten antamista arvoista.

Kraatterin syvyys saadaan kaavasta:

H= H_a \cdot \left( \frac{Y}{Y_a} \right)^{0,25}

Potenssi 0,25 on 1/4. 1 kilotonnin pommi aiheuttaa tämän mukaan 9 m syvän kraatterin.

Kraatterin tilavuus saadaan laskettua karkeasti kaavasta

V= V_a \cdot \left( \frac{Y}{Y_a} \right)^{0,9031}

Missä potenssi on 0,9031. Tämä on kaksi kertaa kraatterin läpimittaa kuvaava potenssi + kraatterin syvyyttä kuvaava potenssi.

Esimerkiksi yhden megatonnin pommi aiheuttaa kraatterin, jonka leveys on 360 m ja syvyys 50 m. Reunavallien korkeus on 12 m.

Sokeutuminen

1 Mt:n räjähdys aiheuttaa tilapäisen sokeutumisen 21 km:n päässä ja 85 km:n päässä selkeänä yönä.

EMP

EMP eli sähkömagneettinen pulssi vaurioittaa elektroniikkaa ja sähkölaitteita. EMP:n vaikutusala lasketaan karkeasta kaavasta.

EMP_{\textrm{sade}} = 50 \cdot ( Rajahdyksen_{\textrm{korkeus}} ) \cdot (\textrm{Voima \ Mt})

Räjähdysnergian jakautuminen

Räjähdysenergian jakautuminen noin minuutti räjähdyksen jälkeen eri tappaviin energialajeihin. Ionisoivasta säteilystä eli radioaktiivisesta säteilystä on 80 prosenttia gammasäteilyä, 20 prosenttia neutroneja. Tyypillinen

>
laji Räjähdys alle 100 kt Räjähdys yli 1 Mt Tyypillinen ilmaräjähdys alle 30 km
Lämpösäteily 35 % 45 % 35%
Paineaalto 60 % 50 % 50%
Ionisoiva säteily 5 % 5 % 5% alku, 10% laskeuma

Katso myös

Aiheesta muualla

Nuclear Weapon Effects Calculator Effects of Nuclear Weapons and Nuclear War