Atmosférický jaderný výbuch - jaderný výbuch vyskytující se v dostatečně hustém vzduchu pod 100 km, kde se vytvoří rázová vlna , ale dostatečně vysoká, aby se záblesk nedotkl země.
Snížená výška nálože v metrech na tunu TNT v krychlové odmocnině (příklad v závorce pro výbuch 1 megatuny) [lit. 1] (str. 146, 232, 247, 457, 454, 458, 522, 652, 751), [lit 2] (str. 26) :
výškový více než 10–15 km, ale častěji se uvažuje ve výškách 40–100 km, kdy se rázová vlna téměř netvoří vysoký vzduch přes 10 m/t 1/3 , když je tvar blesku blízký sférickému tvaru (přes 1 km ) málo vzduchu od 3,5 do 10 m / t 1/3 - ohnivá koule v procesu růstu mohla dosáhnout země, ale těsně před dotykem je vymrštěna vzhůru rázovou vlnou odraženou od povrchu a má zkrácený tvar (od 350 do 1000 m )Výšková exploze ve svých projevech zaujímá mezipolohu mezi vzduchem a prostorem. Stejně jako při výbuchu vzduchu vzniká rázová vlna, ale tak nepatrná, že nemůže sloužit jako škodlivý faktor pro pozemní objekty. V nadmořské výšce 60-80 km do něj nejde více než 5 % energie. Stejně jako u kosmického světelného záblesku je přechodný, ale je mnohem jasnější a nebezpečnější, až 60-70 % energie výbuchu se spotřebuje na světelné záření. Elektromagnetický impuls parametrů nebezpečných pro radiotechniku při výbuchu ve velké výšce se může šířit na stovky kilometrů [lit. 3] (str. 157), [lit. 2] (str. 23, 54) .
Rentgenové záření z jaderné detonace ve výšce mezosféry pokrývá velký objem řídkého vzduchu až několik kilometrů v průměru. Vzduch zahřátý na ~ 10 tisíc K zvýrazní ve zlomku první sekundy asi polovinu tepelné energie prostřednictvím průhledné rázové vlny o nízké hustotě, na zemi to vypadá jako obrovský záblesk světla na obloze, který způsobí popáleniny sítnice a rohovky u těch, kteří se dívali ve směru exploze a dočasné oslepnutí u zbytku obětí, ale nevedlo to k popáleninám kůže a požárům. Když se velká velikost svítící koule zkombinuje s rychlostí světelného výkonu, může silný noční výbuch ve velké výšce oslepit živé bytosti v celé oblasti viditelnosti, tedy v celé oblasti o průměru do 1000 km a více.
Po záblesku ze vzdálenosti až tisíců kilometrů je po dobu několika minut pozorována rychle rostoucí, stoupající a postupně slábnoucí ohnivá koule o průměru až několik desítek kilometrů obklopená slabě zářící červenou rázovou vlnou. Také ve vzdálenostech několika tisíc kilometrů se na noční obloze mohou objevit umělé úsvity - analog polární záře - vzduchová záře ve výšce 300-600 km působením beta záření z exploze. [lit. 4] (S. 55, 83, 87, 559) .
Rázová vlna se v atmosféře s nízkou hustotou šíří téměř beze ztrát a strhává do pohybu velké objemy vzduchu. Proto taková rázová vlna, ačkoliv nemá dostatečnou energii, se šíří na velké vzdálenosti a přispívá ke vstupu mezosférického vzduchu do ionosféry a narušení krátkovlnné radiokomunikace [lit. 5] (str. 505) .
Výbušná nálož obklopuje hustý vzduch, jeho částice absorbují a transformují energii výbuchu. Ve skutečnosti nevidíme výbuch nálože, ale rychlou expanzi a záři kulového objemu vzduchu. Poloměr šíření rentgenového záření vycházejícího z nálože vzduchem je 0,2 m/t 1/3 (20 m na 1 Mt), poté vzduch sám předává tepelnou energii radiační difúzí . Maximální poloměr tepelné vlny je 0,6 m/t 1/3 nebo 60 m pro 1 Mt [lit. 1] (str. 196) . Dále se rázová vlna stává hranicí koule.
V počáteční fázi záře je uvnitř koule obrovská teplota, ale teplotní jas pozorovaný zvenčí je malý a leží v rozmezí 10-17 tisíc K [lit. 6] (str. 473, 474) , [lit. 1] (str. 24) . To je způsobeno zvláštnostmi přenosu světla ohřátým ionizovaným vzduchem. Rosselandův rozsah světla (jakýsi rozsah viditelnosti v plazmě) ve vzduchu na hladině moře je při teplotě 10 tisíc ° C ~ 0,5 m, 20 tisíc ° C 1 cm 100 tisíc ° C 1 mm, 300 tisíc ° C 1 cm , 1 milion °C je 1 m a 3 miliony je 10 m [lit. 7] (str. 172) . Viditelné světlo vyzařuje vnější vrstva koule, která se právě začala zahřívat, o teplotě asi 10 tisíc K, její tloušťka je malá a k proražení světla stačí náběh půl metru. Další vrstva 20-100 tisíc K absorbuje jak své vlastní, tak vnitřní záření, čímž omezuje a prodlužuje jeho šíření v čase.
Dosah světla se se vzrůstající hustotou ohřívaného média stále zmenšuje a se snižováním hustoty se zvětšuje, v prostorových podmínkách se blíží nekonečnu. Tento efekt je zodpovědný za neobvyklou záři záblesku ve dvou pulzech, dlouhou dobu trvání záře a také za vznik rázové vlny. Bez ní by téměř veškerá energie exploze rychle šla do vesmíru ve formě záření, nestihla by pořádně zahřát vzduch kolem zbytků bomby a vytvořit silnou rázovou vlnu, což se děje při výbuchu ve velké výšce. .
Ohnivá koule atomového výbuchu nad 1 kilotunu obvykle zazáří ve dvou průchodech, přičemž první impuls trvá zlomek vteřiny a druhý impuls zabere zbytek času.
První impuls (první fáze vývoje světelné oblasti) je způsoben přechodným svitem čela rázové vlny. První puls je krátký a průměr koule je v tuto chvíli stále malý, proto je výstup světelné energie malý: pouze ~ 1–2 % celkové energie záření, většinou ve formě UV paprsků a nejjasnějšího světla záření, které může poškodit zrak osoby, která se náhodně dívá ve směru výbuchu bez popálení kůže [lit. 4] (s. 49, 50, 313), [lit. 8] (s. 26) . Vizuálně je první impuls vnímán jako záblesk nezřetelných obrysů, který se nakrátko vynořil a hned zhasl, osvětlující vše kolem ostrým bílofialovým světlem. Rychlosti růstu a změny jasu jsou příliš vysoké na to, aby je člověk zaznamenal, a jsou zaznamenány přístroji a speciálním filmováním . Tento efekt svou rychlostí připomíná záblesk a z fyzikálního hlediska je mu nejblíže přirozený blesk a umělý elektrický jiskrový výboj , při kterém se v průrazném kanálu vyvinou teploty několika desítek tisíc stupňů, modrobílý vyzařuje se záře , ionizuje se vzduch a objevuje se rázová vlna, která je z dálky vnímána jako hrom [lit. 6] (str. 493-495) .
Blesk vyfotografovaný přes zatemňovací filtr při prvním a při přechodu na druhý pulz může mít bizarní tvary. To je zvláště výrazné u malé výbušné síly a velké hmotnosti vnějších plášťů nálože. Ke zakřivení kulové rázové vlny dochází v důsledku průniku zevnitř a srážky hustých sraženin vypařené bomby s ní [lit. 9] (str. 23) . U vysoce výkonných explozí není tento efekt příliš výrazný, protože rázová vlna je zpočátku unášena daleko zářením a shluky bomby s ní sotva drží krok, ohnivá oblast zůstává koulí.
Pokud byla nálož explodována na příhradové věži s kotevními dráty, pak se podél kotevních drátů objeví kuželovité světlo par a rázová vlna, která běží vpřed podél odpařeného kabelu z hlavní přední strany ( Lanové triky).
Pokud má silný náboj na jedné straně tenké tělo a na druhé tlusté tělo, pak se při prvním pulzu rázová vlna sféricky rozšíří ze strany tenkého těla a z masivní strany se nafoukne nerovnoměrný puchýř (poslední fotografie ). V budoucnu se rozdíl vyrovná.
Doba nástupu teplotního maxima prvního pulzu závisí na síle náboje (q) a hustotě vzduchu ve výšce výbuchu (ρ):
t 1max \u003d 0,001 q 1/3 (ρ / ρ¸) , sek (q v Mt) [lit. 9] (str. 44)kde: ρ¸ je hustota vzduchu na hladině moře.
Kromě viditelných procesů uvnitř koule v této době probíhají i neviditelné, i když na nich z hlediska poškozujících faktorů nezáleží. Po opuštění středu reakčních produktů a vzduchu se vytvoří dutina se sníženým tlakem, obklopená vnějšími kulovitými zhutněnými plochami. Tato dutina nasává část výparů bomby a vzduchu zpět do středu, kde se sbíhají, kondenzují, získávají tlak vyšší než v té době v rázové vlně a poté se opět rozcházejí, čímž vzniká druhá kompresní vlna nízké intenzity [lit. 10 ] (str. 190) [ lit. 1] (str. 152) . Proces je podobný pulsaci bubliny podvodního výbuchu (viz článek Podvodní jaderný výbuch )
teplotní minimum. Po poklesu teploty pod 5000 K přestane rázová vlna vyzařovat světlo a stane se průhlednou. Teplota koule klesne na určité minimum a poté začne opět stoupat. Je to způsobeno absorpcí světla ionizovanou vzduchovou vrstvou nasycenou oxidy dusíku v rázové vlně. Hloubka minima závisí na tloušťce této vrstvy a podle toho na síle výbuchu. Při výkonu 2 kt je teplotní minimum 4800 K, při 20 kt 3600 K, při megatunových explozích se blíží 2000 K [lit. 6] (str. 485) . Při explozích menších než 1 kilotuna není žádné minimum a koule zazáří jedním krátkým pulzem.
Minimální doba teploty:
t min = 0,0025 q 1/2 , sec (q v kt) [lit. 4] (str. 80) t min = 0,06 q 0,4 (ρ/ρ¸) , sec ±35 % (q v Mt) [lit. 9] (str. 44)Poloměr koule v okamžiku minima:
Rmin = 27,4 q 0,4 , m (q v kt) [lit. 4] (str. 81)Minimálně koule svítí mnohem slaběji než Slunce, podobně jako obyčejný oheň nebo žárovka. Pokud při střelbě použijete příliš tmavý filtr, může míč zcela zmizet z dohledu. V tomto okamžiku můžete prostřednictvím průsvitné rázové vlny vidět vnitřní strukturu koule hlubokou několik desítek metrů.
Druhý puls (druhá fáze) je méně horký, do 10 tisíc stupňů, ale mnohem delší (stotisíckrát) a koule dosahuje svého maximálního průměru, proto je tento puls hlavním zdrojem světelného záření jako škodlivého faktoru: 98 -99 % radiační energie výbuchu, zejména ve viditelné a IR oblasti spektra. Je to způsobeno vyzařováním vnitřního tepla koule po zmizení světlo stínící vnější vrstvy NO 2 (podrobnosti viz sekce příkladů). V obou fázích koule září téměř jako zcela černé těleso [lit. 4] (str. 50, 81), [lit. 1] (str. 26) , které připomíná světlo hvězd .
Při explozi jakékoli síly ohnivá koule mění barvu s poklesem teploty z modré na jasně bílou, poté zlatožlutou, oranžovou, třešňově červenou [lit. 11] (str. 86) ; tento proces je podobný pohybu chladící hvězdy z jednoho spektrálního typu do druhého. Působení na okolní oblast ve druhém pulzu připomíná záři Slunce [lit. 4] (str. 319) , jako by se rychle přiblížilo k Zemi, současně zvýšilo její teplotu 1,5-2krát a pak se pomalu pohybovalo pryč a rozšiřující se, vyšel ven. Rozdíl ve výkonu je v rychlosti tohoto procesu. Při explozích s nízkým výkonem má zahřátá oblast čas zhasnout během několika sekund, aniž by měla čas plavat daleko od místa detonace. Během explozí supervysoké síly se koule dávno změnila ve vířivý mrak, rychle stoupá a blíží se k hranici troposféry, ale nadále spaluje záření ve slunečných světle žlutých tónech a konec záře nastává až po několika minut uprostřed stratosféry.
Poloměr koule v okamžiku oddělení rázové vlny od ní:
R neg. \u003d 33,6 q 0,4 , m (q v kt) [lit. 4] (str. 81)V době druhého maxima se uvolní 20 % světelné energie. Jeho čas je určen následovně:
t 2max \ u003d 0,032 q 1/2 , sek (q v ct) [lit. 4] (S. 81) . Při výkonu 1 Mt a vyšším může být tato doba o něco menší než vypočítaná. t2max ≈ 0,9 q 0,42 (ρ/ρ¸) 0,42 , sec ±20 % (q v Mt) [lit. 9] (str. 44)Doba konce světelného záření jako škodlivý faktor (efektivní doba záře):
t = 10 t2max , sec; do této doby se uvolní 80 % energie záření [lit. 4] (str. 355) .Maximální poloměr ohnivé koule před proměnou v mrak závisí na mnoha faktorech a nelze jej přesně předpovědět, jeho přibližné hodnoty jsou následující:
Rmax . ≈ 2 R neg. = 67,2 q 0,4 , m (q v kt) [lit. 4] (str. 82) Rmax . ≈ 70 q 0,4 , m (q v kt) [lit. 12] (str. 68)| Složení energie záření ohnivé koule a její srovnání se světlem hvězd [lit. 11] (str. 86), [lit. 13] (str. 139) | ||||
| Teplota | Poměr zářivé energie ke sluneční energii [#1] | Ultrafialové paprsky | viditelné světlo | infračervené paprsky |
|---|---|---|---|---|
| 50 000 K ( hvězda R136a1 ) | 5600 | téměř 100% | méně než 1 % | méně než 1 % |
| 40 000 K ( Naos ) | 2300 | ~95 % | 5 % | méně než 1 % |
| 30 000 K ( Alnitak ) | 730 | ~70 % | třicet % | méně než 1 % |
| 20 000 K ( Bellatrix ) | 143 | |||
| 10 000 K ( Sirius ) | 9 | 48 % | 38 % | čtrnáct % |
| 9000 K ( Vega ) | 5.9 | 40 % | 40 % | dvacet % |
| 8000 K ( Altair ) | 3.7 | 32 % | 43 % | 25 % |
| 7000 K ( Polar Star ) | 2.2 | |||
| 6000 K ( Orion's Chi¹ ) | 1.16 | 13 % | 45 % | 42 % |
| 5778 K ( Ne ) | jeden | |||
| 5273 K ( Capella ) | 0,7 | 7 % | 41 % | 52 % |
| 4000 K ( Aldebaran ) | 0,23 | 2 % | 28 % | 70 % |
| 3000 K ( Proxima Centauri ) | 0,07 | |||
| 2000 K ( Antares ) | 0,014 | — | 2 % | 98 % |
| 1500 K ( hnědý trpaslík ) | 0,005 | — | méně než 1 % | Svatý. 99 % |
Poznámky
| ||||
První řádky této tabulky (20-50 tisíc stupňů) odkazují pouze na první impuls. Podíl záření ve viditelných paprscích při takových teplotách je malý, ale celková vyzářená energie je tak vysoká, že světlo prvního pulzu je stále mnohem jasnější než slunce. Poslední dva řádky (1500 a 2000 K) odkazují na druhý impuls. Zbývající teploty jsou pozorovány v obou pulzech a v intervalu mezi nimi.
Vzduchová rázová vlnaPoloměr místa vzniku rázové vlny ve vzduchu lze zjistit pomocí následujícího empirického vzorce, vhodného pro výbuchy od 1 kt do 40 Mt a výšky do 30 km [lit. 9] (str. 23) :
R = 47 q 0,324 (ρ/ρ¸) −1/2 ±10 %, m (q v Mt)Při výbuchu 1 Mt na hladině moře je tento poloměr ~47 m, ve vyšších výškách se rázová vlna objevuje stále později (ve výšce 2 km ve vzdálenosti 52 m, 13 km 100 m, 22 km 200 m atd.) a v prostoru se vůbec neobjeví.
Výsledná rázová vlna výbuchu vzduchu se zpočátku volně šíří všemi směry, ale když se setká se zemí, vykazuje několik znaků:
Aby se posledně uvedený efekt plně projevil, musí být výbuch proveden v určité výšce, přibližně rovné dvěma poloměrům ohnivé koule. Pro výbuch 1 kilotuny je to 225 m, 20 kt 540-600 m, 1 Mt 2000-2250 m [lit. 4] (str. 91, 113, 114, 620) [lit. 14] (str. 26 ) . V takové výšce se příďová rázová vlna ničivé síly rozchází na maximální možné vzdálenosti a je dosaženo větší oblasti poškození světelným zářením a pronikavým zářením ve srovnání s pozemní explozí kvůli nedostatečnému ztmavení záblesku mraky. prachu a stínění budovami a terénem. Takový vzdušný výbuch z hlediska působení rázové vlny na velké vzdálenosti je přirovnáván k pozemnímu výbuchu o síle téměř dvojnásobné. Ale v epicentru je tlak odražené rázové vlny omezen na asi 0,3-0,5 MPa, což nestačí ke zničení zvláště silných vojenských cílů.
Na základě toho má vzdušný jaderný výbuch strategický a omezený bojový účel:
Jaderný hřib vysoké vzdušné exploze (přes 10–20 m/t 1/3 nebo přes 1–2 km na 1 Mt) má vlastnost: prachový sloupec (stonek houby) se nemusí objevit vůbec, a pokud roste , nepřichází do kontaktu s mrakem (kloboukem). Prach z povrchu, pohybující se ve sloupci v proudu vzduchu, se nedostane do oblaku a nemísí se s radioaktivními produkty [lit. 1] (str. 454) . V pozdějších fázích vývoje houby může vzniknout vzhled splynutí sloupu s oblakem, ale tento dojem se nejčastěji vysvětluje výskytem kužele z kondenzátu vodní páry.
Jaderný výbuch ve vzduchu téměř nezpůsobuje radioaktivní kontaminaci. Zdrojem infekce jsou produkty atomizovaných výbuchů (páry bomby) a izotopy složek vzduchu a všechny zůstávají v oblaku opouštějícím místo výbuchu. Izotopy se nemají na čem usazovat, nemohou rychle padat na povrch a jsou přenášeny daleko a na velkou plochu. A pokud se jedná o vzdušnou explozi supervysokého výkonu (1 Mt a více), pak až 99 % vzniklých radionuklidů je zaneseno mrakem do stratosféry [lit. 15] (str. 6) a brzy nebude spadnout na zem. Například po typických leteckých explozích nad Hirošimou a Nagasaki nedošlo k jedinému případu nemoci z ozáření z radioaktivní kontaminace oblasti, všechny oběti dostaly dávky pouze pronikavého záření v oblasti výbuchu [lit. 4] (str. 44, 592) .
Exploze Hardtack Teak s kapacitou 3,8 megatun TNT ve výšce 76,8 kilometrů na základě [lit. 4] (str. 55, 56, 502)
| Působení vysokohorského jaderného výbuchu o síle 3,8 Mt ve výšce 76,8 km | ||||||
| Čas | průměr ohnivé koule _ |
Průměr dopadové koule |
Účinek | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1430 m | Vznik vzduchové rázové vlny [lit. 9] (str. 23) | |||||
| 0,3 sec | 17,6 km | V prvních okamžicích je skvělá především světelná intenzita blesku. U pokusných opic a králíků bylo pozorováno poleptání oka (popálení sítnice a rohovky) na vzdálenost až 555 km [lit. 4] (str. 559) . | ||||
| 1-2 s | Ze spodní části záblesku se objevuje záře způsobená bombardováním částic vzduchu elektrony. Tato záře má podobu zářivého svítání, rozpadá se na snopy a začíná se natahovat směrem k severnímu geomagnetickému pólu (efekt polární záře). | |||||
| 3,5 s | 29 km | Záře blesku je hodně oslabená, účinky výbuchu lze pozorovat nechráněnýma očima. | ||||
| 10-15 s | Šoková koule změní barvu z bílé na modrou a stane se průhlednou: uvnitř je vidět světelný výbuchový mrak (ohnivá koule), který stoupá počáteční rychlostí 1,6 km/s. | |||||
| 1 minuta. | Ohnivá koule se nachází ve výšce 145 km, dále stoupá rychlostí 1 km/sa rozpíná se rychlostí cca. 300 m/s. Svítání zašlo daleko za obzor a je pozorováno ve vzdálenosti přes 3200 km. | |||||
| 2-3 min. | Na povrch vystoupila rázová vlna o tlaku 0,00068 MPa [1] : je možná mírná destrukce zasklení [lit. 16] . Šoková koule zčervená s klesající energií. Jeho záře je způsobena excitací ionizovaného zředěného vzduchu z ohřevu v rázové vlně. Ve spodní části koule, kde je hustá atmosféra, není žádná záře. | |||||
| 6 min. | 960 km | Rázová vlna ve řídkém vzduchu se díky nízkým tepelným ztrátám a velkému rozsahu molekul šíří mnohem rychleji než v hustém vzduchu, proto rázová koule nabývá protáhlého tvaru a v tomto okamžiku má mnohem větší rozměry ve srovnání s výbuchem stejný výkon v povrchové atmosféře (viz další odstavec). Poslední tři fotografie byly pořízeny ze vzdálenosti 1250 km. | ||||
| Produkty výbuchu dosahují maximální výšky několika set kilometrů a začínají padat. | ||||||
| Svatý. 1 hodina | Hodinu po začátku pádu ve výšce cca. 135 km se produkty výbuchu zpomalují v důsledku zvýšení hustoty okolního vzduchu, rozptylují se na velkou plochu (na vzdálenosti až několik tisíc km), vytvářejí ionizaci ve vrstvě D a způsobují rádiové rušení. | |||||
| Čas | průměr ohnivé koule _ |
Průměr dopadové koule |
Poznámky | |||
| Poznámky | ||||||
Tabulka byla sestavena na základě článku G. L. Broad "Přehled účinků jaderných zbraní" [lit. 7] (ruský překlad [lit. 9] ), monografií "Fyzika jaderného výbuchu" [lit. 1] [lit. 17] [lit. 18] , "Akční jaderné zbraně" [lit. 4] [lit. 12] , učebnice "Civilní obrana" [lit. 14] a tabulky parametrů rázových vln ve zdrojích [lit. 6 ] (str. 183), [lit. 19] (str. 191), [lit. 20] (str. 16), [lit. 21] (str. 398), [lit. 22] (str. 72, 73), [lit. 3] (str. 156), [lit. 23] .
Předpokládá se, že do 2 kilometrů je vzdálenost od středu vzdušné exploze, příklady dopadu na zemský povrch, různé předměty a živé bytosti naznačují výšku desítek až stovek metrů. A pak - vzdálenost od epicentra exploze v "nejpříznivější" výšce asi 2 km pro megatunový výkon [lit. 14] (str. 26) [lit. 4] (str. 90-92, 114) .
Čas ve druhém sloupci - v raných fázích (až 0,1-0,2 ms) je okamžikem příchodu hranice ohnivé koule a později - přední části vzduchové rázové vlny, a tedy i zvuku výbuch. Až do tohoto okamžiku se pro vzdáleného pozorovatele obraz ohniska a rostoucí jaderné houby odvíjí v tichosti. Přílet rázové vlny v bezpečné vzdálenosti je vnímán jako blízký výstřel z děla a následné několik sekund trvající dunění, stejně jako citelné "položení" uší jako u letadla při klesání [lit. 24] ( str. 474) [lit. 8] (str. 65) .
Obecně lze říci, že výbuch ve vzduchu v malé výšce (pod 350 m na 1 Mt) je pozemní, ale zde budeme uvažovat příklady dopadu takových výbuchů na povrch Země a předměty, protože odpovídající tabulka u pozemního výbuchu (viz v článku Jaderný výbuch ) se projeví v podstatě účinky výbuchu při pádu bomby na zem a spuštění kontaktního výbušného zařízení.
| Působení vzdušného jaderného výbuchu o síle 1 Mt v ekvivalentu TNT | ||||||
| Podmínky ve sféře: teplota tlak hustota dráha světla [# 1] |
Čas [#2] Intenzita a barva blesku [#3] |
Vzdálenost [ # 4] Záření [#5] Světelný puls [#6] |
PODMÍNKY V RÁZOVÉ VLNĚ | Poznámky [#7] | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
Teplota [#8] Cesta světla [ #9] |
Přední tlak [#10] Odraz hlavy [#11] Hustota [#12] |
Čas hrany rychlosti⊕ [#13] Doba rychlosti hlavy⇒ [#14] | ||||
| Uvnitř bomby je tma :) 288 K |
Barva těla bomby |
Bomba (hlavice) se přiblíží dané výšce. Výškoměr dává signál do detonačního systému. | ||||
| 0 s | 0 m | Formální začátek odpočítávání je na začátku procesu termonukleárních reakcí (po ~10 −4 sec od startu systému a po ~1,5 μs od okamžiku výbuchu spouště), kdy se začne hlavní množství energie měnit. hromadí v prostoru bomby. | ||||
| 1 miliarda K 10 8 —n⋅10 7 MPa |
10 −9 — 10 −6 s |
0 m | Až 80 % i více energie reagující látky se přemění a uvolní ve formě neviditelného měkkého rentgenového záření a částečně tvrdého UV záření s energiemi do 80-100 keV (asi 1 miliarda K) [lit. 1] (str. 24) , tato záření se zase ve vzduchu přeměňují na tepelnou a světelnou energii (přenos energie zářením [lit. 25] (str. 36) ). Rentgenové záření vytvoří tepelnou vlnu, která zahřeje bombu, vyjde ven a začne ohřívat okolní vzduch [lit. 1] (str. 25) ; na začátku uvolňování tepla se bomba ještě nezačala roztahovat (rychlost uvolňování záření je 1000krát větší než rychlost expanze látky) a nadále v ní probíhají reakce. | |||
| ~n⋅10 7 K až 10 8 MPa ~50 m |
~0,7⋅10 −7 s Barva koule |
0 m | Čas, kdy tepelná vlna termonukleární exploze opustí bombu, rychle dohoní a pohltí vlnu exploze prvního stupně. Dále, hustota hmoty v tomto bodě prostoru po 0,01 sekundy klesne na 1 % hustoty okolního vzduchu a po ~5 sekundách. s kolapsem koule a pronikáním vzduchu z epicentra stoupá k normálu; teplota s expanzí klesne na 10000 °C za 1–1,5 sekundy, s uvolněním světelného záření klesne na ~4–5000 °C po dobu ~5 sekund a poté se sníží, když se zahřívaná oblast pohybuje nahoru; po 0,075 ms tlak klesne na 1000 MPa, po 0,2 ms opět stoupne na ~10 000 MPa a po 2–3 sekundách klesne na 80 % atmosférického tlaku a poté se na několik minut vyrovná, zatímco houba stoupá (viz. níže). | |||
| 2 m | výpary bomby ~10 7 MPa v čase 0,001 ms |
Bomba okamžitě zmizí z dohledu a na jejím místě se objeví jasná svítící koule zahřátého vzduchu (ohnivá koule), která maskuje šíření nálože. Rychlost růstu koule v prvních metrech se blíží rychlosti světla [lit. 1] (str. 25) . | ||||
| 7,5⋅10 6 K 1ρ¸ 30 m |
0,9⋅10 −7 s ~⋅10 4 K |
7,5 m | až 3⋅108 m /s | V intervalu od 10 −8 do ~0,001 s probíhá izotermický radiační růst koule a počáteční fáze její záře. Expanze viditelné koule na ~10 m je způsobena zářím ionizovaného vzduchu pod rentgenovým zářením z hlubin bomby. | ||
| 6⋅10 6 K 1ρ¸ |
1,1⋅10 −7 s ~⋅10 4 K |
10 m | vnitřní skok 10 4 -10 5 MPa ~4ρ¸ v tuto chvíli 0,01-0,034 ms |
2,5⋅108 m/ s | Reakce skončily, bombová látka se rozšiřuje. Přívod energie z náboje se zastaví a svítící sféroid se dále rozpíná prostřednictvím radiační difúze samotného ohřátého vzduchu. Energie radiačních kvant opouštějících termonukleární náboj je taková, že jejich volná dráha před zachycením částicemi vzduchu je 10 m nebo více a je zpočátku srovnatelná s velikostí koule; fotony rychle obíhají kolem celé koule, zprůměrují její teplotu a odlétají od ní rychlostí světla na několik metrů, ionizují stále více vrstev vzduchu, a proto je stejná teplota a rychlost růstu blízko světla. Dále, od zachycení k zachycení, fotony ztrácejí energii a délka jejich dráhy se zkracuje, růst koule se zpomaluje. | |
| 5⋅10 6 K 1ρ¸ 20 m |
1,2⋅10 −7 s ~⋅10 4 K |
12 m | 2,2⋅108 m/ s | Produkty reakce a zbytky struktury nálože – dvojice bomb – se ještě nestihly vzdálit od středu exploze (do půl metru) a pohybovat se rychlostí několika tisíc km/s a v ve srovnání s počáteční téměř světelnou rychlostí vlny veder téměř stojí. V této vzdálenosti budou páry v čase 0,034 ms, jejich tlak závisí na konstrukci a hmotnosti náplně. Dopad páry moderní relativně lehké nálože o síle 1 Mt má destruktivní účinek na zemský povrch pouze do vzdálenosti ~10 m [lit. 1] (str. 196) | ||
| 4⋅10 6 K 1ρ¸ |
1,4⋅10 −7 s ~⋅10 4 K |
16 m | 1,9⋅108 m/ s | Páry bomb ve formě kyjů, hustých shluků a plazmových trysek, jako píst, stlačují vzduch před sebou a vytvářejí uvnitř koule rázovou vlnu - vnitřní ráz (~ 1 m od středu), který se liší od obvyklá rázová vlna v neadiabatických , téměř izotermických vlastnostech a při stejných tlacích v několikanásobně větší hustotě: prudce stlačený vzduch okamžitě vyzáří většinu energie do koule propustné pro záření. | ||
| 3⋅10 6 K 1ρ˛ 10 m |
1,7⋅10 −7 s ~⋅10 4 K |
21 m | vnitřní skok přes 10 GPa v čase 0,08 ms |
1,7⋅108 m/ s | Ohřátý objem vzduchu se od středu exploze začal rozpínat do všech směrů. Na prvních dvou až třech desítkách metrů se okolní objekty, před náletem na ně, hranice ohnivé koule s rychlostí blízkou světla prakticky nestihnou zahřát (světlo nedosáhlo), a jakmile se dostanou dovnitř koule pod tokem záření, podléhají explozivnímu vypařování. Při výbuchu ve výšce až 30 m se vrstva zeminy o tloušťce 10–20 cm a průměru několika desítek metrů ohřeje tepelnou vlnou (rentgenovým zářením) až na 10 milionů K a zcela ionizované [lit. 1] (str. 29) . V budoucnu tato vrstva zahájí explozivní expanzi (rychlejší než produkty klasické exploze) a vytvoří trychtýř s výronem zeminy (viz výše klasifikace podle výšky výbuchu). | |
| 2⋅10 6 K 1ρ˛ 10 milionů MPa 2—10 m |
0,001 ms ~⋅10 4 K |
34 m | 13000 MPa 0,6 MPa 1ρ¸ |
2⋅10 6 m/s 1000 m/s |
Oblak bombové páry: poloměr 2 m, teplota 4 miliony K, tlak 10 7 MPa, rychlost 1000 km/s. Oblast horkého vzduchu: poloměr 34 m, teplota 2⋅10 6 K, tlak 13 000 MPa (na samé hranici 0 MPa), rychlost vzduchu ze středu 1 km/s (nezaměňovat s rychlostí rozpínání koule) [lit. 26] (C .120) . Vnitřní skok až 400 GPa v okruhu 2–5 m. S růstem koule a klesající teplotou klesá energie a hustota toku fotonů a jejich dosah (řádově metr) již nestačí pro rychlosti rozpínání čela požáru blízké světlu. 30 m - maximální výška výbuchu je 1 Mt, při které je země vymrštěna z trychtýře do ohnivé koule, nad ní je trychtýř vytvořen pouze z prohlubně půdy [lit. 1] (str. 146) . | |
| 100 GPa 1ρ¸ |
~0,01 ms ~⋅10 4 K |
37 m | 10 tisíc MPa | Vlna horka v klidném vzduchu se zpomaluje [lit. 1] (str. 151). Expandující ohřátý vzduch uvnitř koule se srazí se stacionárním vzduchem poblíž její hranice a od 36-37 m se objeví vlna nárůstu hustoty - budoucí vnější vzduchová rázová vlna ; před tím se nestihla objevit kvůli postupujícímu zapojování stále více nových vzduchových hmot do tepelné sféry. Vnitřní ráz v okruhu ~10 m s tlakem do 100 000 MPa [lit. 1] (str. 152) . | ||
| Svatý. 1 milion K 17 GPa 1ρ¸ 1 m |
0,034 ms
~ ⋅10 4K |
40-43 m | 700 000 K 0,5 m |
2,5-5 tisíc MPa 200 MPa ~1,3ρ¸ |
5⋅10 5 m/s 16 000 m/s |
Vnitřní ráz a páry bomby se nacházejí ve vrstvě 8-12 m od místa výbuchu, tlaková špička je až 17 000 MPa ve vzdálenosti 10,5 m, hustota ~4 ρ 0 , rychlost je ~100 km/s [lit. 7] (str. 159), . Pára bomby začíná zaostávat za vnitřním rázem, jak je stále více vzduchu vtahováno do pohybu. Husté trsy a proudnice se pohybují skokem. Podmínky jsou stejné jako v epicentru výbuchu RDS-6s (400 kt ve výšce 30 m) [# 15] , při kterém se vytvořil trychtýř o průměru asi 40 m, hloubce 8 m s. jezero s křivým pobřežím a mnoha vlnobitími kolem (dodnes je vidět [2 ] ). Pravda, silný dopad na povrch v tomto případě z velké části zajistila odpařená hmota ocelové věže o hmotnosti ~25 tun [lit. 27] (str. 36) . Ve vzdálenosti 15 m od epicentra nebo 5-6 m od paty věže s náloží se nacházel železobetonový bunkr se stěnami o tloušťce 2 m (Bližní kasemata "BK-2") pro umístění vědecké techniky, shora krytý mohylová mohyla zeminy o tloušťce 8 m [lit. 28] (S. 559), [lit. 29] [3] (zničena?). |
| 900000 K 0,9ρ¸ 0,8 m |
0,075 ms
~ ⋅10 4K |
? m | 3000 MPa 1,5 ρ¸ |
Velká část par bomby, která ztratila tlak a odrazila se od vnitřního rázu, se zastaví a vrátí se zpět do středu, kde v té době tlak klesl pod ~1000 MPa [lit. 1] (str. 152) . | ||
| 10 000 MPa | 0,087 ms
~ ⋅10 4K |
až 50 m | 4000 MPa 6,2—7ρ¸ |
Vznikne vnější rázová vlna: v blízkosti hranice koule se objeví vyhlazený, ale rychle rostoucí vrchol vzestupu tlaku; tlaková špička vnitřního rázu ~10 000 MPa nacházející se v okruhu 25 m se naopak zplošťuje a porovnává s vnějším [lit. 1] (str. 152) . 50 m - maximální výška výbuchu 1 Mt, při které se v zemi vytvoří protlačený trychtýř bez vymrštění zeminy (?) [lit. 1] (str. 232) v takové výšce, v okruhu 100- 150 m od epicentra se půda zahřeje neutronovým a gama zářením do hloubky ~0,5 m a poté začne tepelná expanze a expanze [# 16] [lit. 1] (str. 211, 213) . Lidské tělo na takové vzdálenosti by zničilo jen jedno pronikající záření. | ||
| až 0,1 ms ~⋅10 4 K |
~50 m | ~ 0,5-1 milion K 0,1 m |
3-5 tisíc MPa 6000 MPa 6,2-7ρ¸ |
Svatý. 100 km/s 40 km/s |
Doba a poloměr vzniku vnější rázové vlny nebo vnějšího rázu [lit. 1] (str. 152), [lit. 9] (str. 23) . Až do této vzdálenosti působí při nadzemním výbuchu vnitřní ráz a explozivní výpar zemského povrchu na chráněné objekty silněji než proudění narušeného vzduchu. ~0,1–0,2 ms přechod z radiační expanze do šokové expanze, rázová fronta je v tomto okamžiku rázová vlna v plazmatu: přichází tepelná vlna, která zahřívá a ionizuje vzduch (hranice izotermické koule), a pak je předhozeno náhlým zvýšením tlaku, teploty a hustoty. Šířka čela rázové vlny od začátku tepelného ohřevu do konce kompresní fáze se rychle zmenšuje: při 750 000 K ~ 2 m a při 500 000 K pouze 40 cm. Nyní dokonce až do úrovně 300 000 K vlna se nazývá superkritická: v ní je energie záření větší než energie pohybu částice a její parametry neodpovídají zákonům běžných rázových vln [lit. 6] (str. 398-420) . | |
| 285–300 tisíc K 10–3–10–4 m
_ |
? MPa ~10000 MPa ~7ρ¸ |
80-90 km/s St. 50 km/s |
Kritická teplota ve frontě rázové vlny, při které se tlak a hustota záření přibližně rovnají tlaku a hustotě látky; topná zóna před přední částí má stejnou teplotu jako přední. Dále bude tok hmoty (energie rázové vlny) stále více převládat nad tokem záření - podkritická rázová vlna v plazmatu; vnější šok je oddělen od radiační fronty - fenomén hydrodynamické separace [lit. 6] (str. 415) [lit. 7] (str. 76, 79) . Hustota hmoty v kouli klesá, jako by byla vytlačována zachyceným zářením z izotermické koule do rázové vlny, čímž se zvyšuje její hustota a šířka. | |||
| 0,2 ms pod 50 000 K |
50-55 m | 160 000 K 3⋅10 −5 m |
3000 MPa ~10000 MPa 7ρ¸ |
70 km/s 50 km/s |
Růst svítící koule již nemůže pokračovat v důsledku přenosu energie zářením [lit. 1] (str. 151) , dochází k přechodu od radiační k nárazové expanzi, při které dochází k viditelné expanzi a záři ohnivé koule. kvůli kompresi vzduchu v rázové vlně a emisi izoterm. koule jsou konečně uzamčeny. Rázová vlna ionizuje vzduch před sebou stále méně a díky odchodu ionizační vrstvy, která pohlcuje světlo před předkem, pozorovaná teplota míče rychle stoupá, první fáze žhnutí nebo první světelný pulz trvá ~0,1 s [lit. 1] (str. 25), [lit. 4] (S. 79) . Páry bomby, sbíhající se ve středu, vytvoří tlak ~10 000 MPa při průměrném tlaku v kouli 2-3 tisíce MPa [lit. 1] (str. 152) , poté se opět rozptýlí a budou distribuovány v izotermická koule. | |
| 0,36 ms a dále | 58-65 m | 130 000 K | 2500 MPa 9000 MPa 7,5ρ¸ |
Svatý. 50 km/s ~ 45 km/s |
Od tohoto okamžiku přestává povaha rázové vlny záviset na počátečních podmínkách jaderného výbuchu a přibližuje se typickému pro silný výbuch ve vzduchu [lit. 1] (str. 152) , tedy další parametry vlny bylo možné pozorovat při explozi velkého množství konvenčních výbušnin . Nakonec vzniklá rázová vlna má teplotu blízkou ~100 tisíc K [lit. 9] (str. 21, 22) , maximální možný tlak její čela je 2500 MPa [lit. 18] (str. 33) . | |
| 0,5 ms 67 000 K |
65 m | 100 000 K 10 −5 m |
1600 MPa 6300 MPa 8,9ρ¸ |
38420 m/s 34090 m/s |
Zároveň se jedná o tzv. silnou rázovou vlnu do tlaku 0,49 MPa, při které je rychlost proudění vzduchu za čelem větší než rychlost zvuku v něm [lit. 4] (str. 107) : nadzvukový proud smete z povrchu všechny předměty, které jsou nějak vyvýšené. Při teplotě fronty 100 000 K je efektivní (pozorovaná) teplota 67 000 K a teplota topné zóny před vlnou je 25 000 K [lit. 6] (str. 415, 472) . V okamžiku 1,4 ms zde dojde k vnitřnímu rázu o tlaku ~400 MPa. | |
| 0,7 ms | 67 m | [lit. 4] (str. 35) . Pozorovaná teplota jasu se blíží teplotě rázové vlny. Rozsah světla uvnitř koule se zmenší na centimetry [lit. 21] (str. 454) a poté opět roste, protože s expanzí a poklesem energie klesá hustota a koncentrace iontů, které pohlcují fotony; izoterma koule nepokračuje ani tak výměnou záření, jako jeho rovnoměrným rozpínáním. | ||||
| 1 ms 80 000 K |
90 m | 90 000 K 10 −5 m |
1400 MPa 5400 MPa 8,95ρ¸ |
35400 m/s 31400 m/s |
Čas maxima prvního světelného impulzu [lit. 9] (str. 44) . Když je teplota čela rázové vlny pod 90 000 K, ionizační ohřívací vlna (20 000 K) zastaví silné stínění čela, pozorovaná teplota je ~80 tis. K [lit. 6] (str. 467, 472) . Od tohoto okamžiku se teplota jasu blíží teplotě v rázové vlně a spolu s ní klesá. Osvětlení zemského povrchu v těchto okamžicích na vzdálenost 30 km může být 100x větší než slunce [lit. 6] (str. 475) [# 15] . Po prchavém prvním impulsu okamžitě vzniká dlouhotrvající druhý impuls, který je člověkem vnímán jako rostoucí ohnivá koule, ale o tom níže. | |
| 400 000 K 150 MPa 0,3ρ¸ 0,02 m |
1,4 ms 60 000 K |
110 m | 60 000 K 10 −5 m |
700 MPa 2900 MPa 9,2ρ¸ |
25 500 m/s 1,5 s 22 750
m/ s 2,4 s |
Při čelní teplotě 65 000 K se vnější ionizační vrstva o tloušťce menší než 1 mm zahřeje na 9 000 K [lit. 6] (str. 466, 671) . Vnitřní ráz o tlaku ~400 MPa se nachází v ~70 m (?). Podobná rázová vlna v epicentru výbuchu RDS-1 o síle 22 kt na věži ve výšce 30–33 m [# 15] vyvolala seismický posun, který zničil imitaci tunelů metra s různými typy podpory v hloubkách 10 a 20 m (30 m?), zvířata v těchto tunelech v hloubkách 10, 20 a 30 m zahynula [lit. 30] (s. 389, 654, 655) .Na roztaveném povrchu se objevila nenápadná deskovitá prohlubeň o průměru asi 100 m a v samém středu trychtýř o průměru ~10 m, hluboký 1-2 m lit. [ Podobné podmínky byly v epicentru exploze Trinity o síle 21 kt na 30 m věži: vznikl kráter o průměru 80 m a hloubce 2 m a z věže s náloží zůstaly roztavené železobetonové podpěry trčící ze země ( viz obr.). |
| ? ms 40 000 K |
40 000 K |
413 MPa 1850 MPa 10ρ¸ |
19340 m/s 1,5 s 17410 m/s 2,4 s |
Podmínky pro epicentrum exploze Redwing Mohawk 360 kt na 90 m věži [# 15] : na povrchu korálu zůstal trychtýř o hloubce 2,5 m a průměru 400 m. 0,002 s přiblížením se stále ještě nedaleko horké izotermy. koule zvýší teplotu na 100 tisíc °C a poté se ochladí: 0,01 s 70 tisíc °C, 0,1 s 23 000 °C, 0,3 s 10 000 °C, 1 s 5500 °C [lit. 9] (str. 34) . | ||
| 3,3 ms 30 000 K |
135 m | 30 000 K 10 −4 m |
275 MPa 1350 MPa 10,7ρ¸ |
15880 m/s 1,5 s 14400 m/s 2,4 s |
Maximální výška vzduchového výbuchu je 1 Mt pro vytvoření nápadného trychtýře [lit. 4] (str. 43) . Vnitřní ráz, který prošel celou izotermickou sférou, dohoní a splyne s vnějším, zvyšuje jeho hustotu a tvoří tzv. silný otřes je jediná fronta rázové vlny. | |
| 0,004 s 20 000 K |
20 000 K | 165 MPa 840 MPa 11,2ρ¸ |
12170 m/s 1,5 s 11080 m/s 2,4 s |
Částice vzduchu z tohoto místa se prudce zahřeje na 20 000 °C, po 0,02 s se ochladí s poklesem teploty vlny na 15 000 °C, ale s přiblížením se již zpožděné izotermické vlny. koule se znovu zahřeje na 25 000 °C (0,04 s) a ochladí: 0,1 s 20 000 °C, 0,25 s 10 000 °C, 0,6 s 10 000 °C [lit. 9] (C 0,34) . | ||
| 0,006 s 16 000 K Achernar |
153 m | 16 000 K 10 −3 m |
130 MPa 700 MPa 11,7ρ¸ |
10780 m/s 1,5 s 9860 m/s 2,4 s |
Přední strana rázové vlny je zakřivena nárazy z vnitřku hustých sraženin bombových výparů: na hladkém a lesklém povrchu koule se tvoří velké puchýře a světlé skvrny (koule jakoby vře). | |
| 200 000 K 50 MPa 0,06ρ˛ 0,1 m |
0,007 s 13 000 K |
190 m | 13 000 K 10 −3 m |
100 MPa 1466 MPa 570 MPa 12,2ρ¸ |
9500 m/s 1,45 s 8700 m/s 2,4 s |
V izotermické kouli o průměru ~150 m je dosah záření ~0,1–0,5 m [lit. 6] (str. 241) , na hranici koule řádově milimetry [lit. 6] ( str. 474, 480) . |
| 0,009 s 11 000 K |
215 m | 11 000 K 0,01 m |
70 MPa 980 MPa 380 MPa 11,8ρ¸ |
8000 m/s 1,43 s 7320 m/s 2,4 s |
Podobná vzduchová rázová vlna RDS-1 ve vzdálenosti 60 m (52 m od epicentra) [# 15] zničila vrcholy šachet vedoucích do simulovaných tunelů metra pod epicentrem (viz výše). Každá hlavice byla silná železobetonová kasemata na základech velké opěrné plochy, aby hlavice nebyla vtlačena do hlavně; nahoře pokrytý malým zemním náspem. Úlomky hlav padaly do kmenů, ty byly následně rozdrceny seismickou vlnou [lit. 30] (str. 654) . | |
| 0,01 s 10 000 K |
230 m | 10 000 K 0,3 m |
57 MPa 300 MPa 11,4ρ¸ |
7166 m/s 1,41 s 6537 m/s 2,4 s |
Částice vzduchu unášená vlnou z tohoto místa se prudce zahřeje na 10 000 °C, po 0,05 s se ochladí na 7500 °C, v okamžiku 0,15 s se ohřeje na 9000 °C a ochlazuje se podobně jako předchozí jedničky [lit. 9] (C .34) . | |
| 0,015 s 9500 K |
240 m | 9500 K 0,4 m |
50 MPa 644 MPa 250 MPa 11ρ¸ |
6700 m/s 1,4 s 6140 m/s 2,4 s |
V budoucnu hranice izotermické koule nedrží krok se vzduchem unikajícím s rázovou vlnou a opětovné zahřívání částic již není pozorováno. | |
| 0,02 s 7500 K |
275 m | 7500 K 0,1 m |
30 MPa 343 MPa 130 MPa 9,7ρ¸ |
5200 m/s 1,35 s 4700 m/s 2,4 s |
Působením prvního světelného pulzu se nehmotné předměty vypařují několik desítek až stovek metrů před příchodem hranice požáru. koule (" Lanové triky ", viz obr.). | |
| 100 000 K 10 MPa 0,02ρ¸ 0,5 m |
0,028 s 5800 K Sun |
320 m | 5800K 1m |
21 MPa 220 MPa 85 MPa 9,2ρ¸ |
4400 m/s 1,3 s 3900 m/s 2,4 s |
Nerovnosti na povrchu koule jsou vyhlazeny. Délka dráhy světelných kvant v rázové vlně při 6-8 tisíc K je 0,1-1 m [lit. 6] (str. 480) , v izotermách. koule o průměru ~200 m desítky cm [lit. 21] (str. 450) . |
| 0,03 s 5000 K |
330 m | 5000K 1m |
17 MPa 180 MPa 66 MPa 8,91ρ˛ |
3928 m/s 1,27 s 3487 m/s 2,4 s |
Délka dráhy viditelného světla v rázové vlně při 5000 K roste asi na 1 m, ohnivá koule přestává vyzařovat jako absolutně černé těleso a vzduch stlačený vlnou již nesvítí, koule dále vyzařuje světlo ze zbytkového ohřevu, a rázová vlna již není v plazmě. Ale při teplotách pod 5000 K z atmosférického dusíku a kyslíku během stlačování a zahřívání vznikají molekuly NO 2 , které se dostávají do popředí při emisi, absorpci světla a stínění vnitřního záření; celková optická tloušťka vrstvy oxidu roste a vnější záření progresivně klesá [lit. 6] (str. 476, 480, 482, 484) . | |
| ~0,03–0,2 s | 5000-1000 K | Zajímavý bod: rázová vlna náhle ztratí svou vizuální neprůhlednost a přes průsvitnou rázovou kouli nasycenou oxidem dusnatým, jako přes tmavé sklo, je částečně vidět vnitřek ohnivé koule: | ||||
| 0,04 s | 370 m | 4000 K |
10 MPa 94 MPa 33 MPa 7,7ρ¸ |
3030 m/s 1,25 s 2634 m/s 2,43 s |
lze vidět oblaka výparů bomby, světlé zbytky hustých sraženin, které se rozpadly do koláče a jakoby přilnuly k povrchu rozpínající se šokové koule, a hlubší zahřáté a neprůhledné vrstvy; obecně je ohnivá koule v této době podobná ohňostroji . | |
| 0,06 s | 420 m | 3000K 2m |
7,56 MPa 65 MPa 23 MPa 7,05ρ¸ |
2500 m/s 1,23 s 2300 m/s 2,43 s |
Volná dráha světla v rázové vlně při 3000 K je asi 2 m [lit. 6] (str. 480), [lit. 21] (str. 449) . Poloměr zničení přehrad vyrobených ze zeminy nebo kamene v odlitku [lit. 18] (S. 68-69) . | |
| 85 000 K 3 MPa 0,015ρ¸ 1-2 m |
0,06–0,08 s 2600 K |
435 m 1⋅10 6 Gy |
2600 K | 6,1 MPa 17 MPa 6,67ρ¸ |
2400 m/s 1,2 s 2041 m/s 2,46 s |
Teplotní minimum záření ohnivé koule, konec 1. fáze záře, uvolnilo se 1-2 % energie světelného záření [lit. 9] (str. 44), [lit. 4] (str . 80, 81), [lit. 6] (str. 484) . V tomto bodě je svítivost ohnivé koule mnohem menší než efektivní teplota Slunce . Průměr izotermické koule ~320 m. |
| 2300 K | 5 MPa 40 MPa 13 MPa 6,4ρ¸ |
2200 m/s 1,1 s 1850 m/s 2,47 s |
Pevný bod ve vzduchu se zahřeje na 30 000 °C během 1,5 s a klesne na 7000 °C, ~5 s se udrží na ~6500 °C a teplota se sníží za 10-20 s, jak ohnivá koule stoupá nahoru [# 17] . | |||
| 50 000 K 0,015ρ¸ |
0,08–0,1 s | 530 m | 2000 K | 4,28 MPa 10 MPa 6,1ρ¸ |
2020 m/s 1,05 s 1690 m/s 2,48 s |
Rázová vlna se vzdaluje od hranice ohnivé koule, rychlost jejího růstu znatelně klesá [lit. 4] (str. 80, 81) . Vepředu se již neobjevují nové molekuly NO 2 , vrstva oxidu dusičitého přechází z vlny do ohně. míč a přestane stínit záření [lit. 6] (str. 484) . |
| 50 000 K –1800 K |
0,1 s – 1 min. | pod 2000 K |
Jak se zvyšuje průhlednost a prodlužuje se délka dráhy světla v plazmatu, zvyšuje se intenzita záře a detaily rozhořívající se koule jsou jakoby neviditelné. Zdánlivá teplota opět stoupá, začíná 2. fáze záře, méně intenzivní, ale 600x delší. Proces uvolňování záření připomíná konec éry rekombinace a zrození světla ve vesmíru několik set tisíc let po velkém třesku . | |||
| 0,15 s | 580 m ~1⋅10 5 Gy |
1450 K | 2,75 MPa 5,8 MPa 5,4ρ¸ |
1630 m/s 1 s 1330 m/s 2,5 s |
S příchodem čela vlny prudký nárůst teploty na 1200 °C, poté zahřátí na 15 000 °C po dobu 1 s a snížení na 5000 °C, udržení po dobu ~5 s a snížení T za 10–20 s [# 17] . | |
| 0,2 s | 1150K 246dB |
2 MPa 3,7 MPa 5ρ¸ |
1400 m/s 0,9 s 1100 m/s 2,55 s |
Minimální tlak rázové vlny je 2 MPa pro výhoz zeminy [lit. 32] (str. 88) . | ||
| 0,25 s | 630 m 4⋅10 4 Gy |
1000 K | 1,5 MPa ~2,3 MPa 4,6ρ¸ |
1200 m/s 0,9 s 900 m/s 2,6 s |
Zde bude po 0,25 s limit pro růst izoterm. koule. Pevný bod ohřevu: skok na 1300°C, po 0,7s na 4000°C, 1-4s ~3000°C, 7s 2000°C, 10s 1000°C, 20s 25°C [#17] . | |
| 0,4 s | 800 m 20 000 gr |
787 K | 1 MPa 5,53 MPa 1,5 MPa 3,94ρ¸ |
1040 m/s 0,87 s 772 m/s 2,7 s |
Zahřívání až na 3000 °C [# 17] . V epicentru s odraženou vlnou 5 MPa pevnost v tahu podzemních konstrukcí metra. Podmínky pro epicentrum výbuchu Teapot Bee 8 kt na stožáru 152 m [# 15] , kdy ze stožáru zůstal roztavený zkroucený pahýl. | |
| 920 m | Maximální výška výbuchu (919 m +/-30 %), při které dojde k místnímu spadu [lit. 4] (str. 82) | |||||
| 30 000 K ~1%ρ¸ 3 m |
0,51 s | 1000–1100 m 10 000 Gy ~20 000 kJ/m² |
650 K | 0,7 MPa 3,5 MPa 0,86 MPa 3,5ρ¸ |
888 m/s 0,82 s 630 m/s 2,8 s |
Tady po několika sek. bude existovat hranice pro růst ohnivé koule [lit. 4] (str. 81, 82) [lit. 26] (str. 111), [lit. 33] (str. 107), [lit. 12] (str. 107) . Izotermická koule o poloměru ~600 m se začne hroutit ztrátou tepla. Zahřívání na 800-850 °C po dobu 5 s [# 17] . Ekvivalent epicentra výbuchu carské pumy 58 Mt ve výšce 4 km [# 15] , ale tlak rázové vlny v blízkosti povrchu byl poněkud menší kvůli snížené hustotě vzduchu v takové výšce výbuchu. |
| 17 000 K 0,2 MPa 0,01ρ¸ 10 m |
0,7 s | 1150 m ~5000 Gy |
552 K | 0,5 MPa 2,2 MPa 0,5 MPa 3,1ρ¸ |
772 m/s 0,85 s 518 m/s 2,85 s |
Hranice šíření silné rázové vlny: při poklesu předního tlaku pod 0,49 MPa se tlak v rychlostní hlavě sníží pod tlak čela a pak se rázová vlna nazývá „slabá“ [lit. 4] (str. 107) průchod vlny [lit. 33] (str. 89) . Když teplota v ohnivé kouli klesne pod 20 000 K, látky výparů bomby se spojí s kyslíkem a vytvoří oxidy [lit. 34] (str. 32) . |
| 0,75 s | 1200 m | 552 K | 0,45 MPa 1,9 MPa 0,42 MPa 3ρ¸ |
740 m/s 1,12 s 486 m/s 3,6 s |
Při výšce výbuchu 1200 m v letních podmínkách, před příchodem rázové vlny, ohřev povrchového vzduchu o tloušťce 10 až 1,5 m v epicentru na 900 °C, 650 °C na 1 km, ~400 °C na 2 km; 3 km 200 °C; 4 km ~100 °C [lit. 17] (str. 154). | |
| 0,81 s | 1250 m | 453 K | 0,4 MPa 1,64 MPa 0,36 MPa 2,82ρ¸ |
707 m/s 0,9 s 453 m/s 2,87 s |
Při tlaku čela pod 0,35-0,4 MPa se tlaková rychlost sníží než rychlost zvuku ve vlně, sníží se odpor proudění kolem protijedoucích předmětů [lit. 20] (str. 35) a následně i tlačná síla. rychlost tlak klesá. Kompletní zničení podzemních kabelových vedení, vodovodů, plynovodů, kanalizací, šachet (odrazná vlna 1,5 MPa) [lit. 20] (str. 11), [lit. 16] . | |
| 0,9 s 8-10 tisíc K Sirius |
1300 m | 417 K | 0,35 MPa 1,36 MPa 0,28 MPa 2,7ρ¸ |
672 m/s 0,92 s 417 m/s 2,9 s |
Maximální jasnost druhé fáze záře koule, její poloměr v tuto chvíli je 875 m; do tohoto okamžiku se vzdala ~20 % veškeré světelné energie [lit. 9] (str. 44), [lit. 4] (str. 81, 351, 355) . S narůstající délkou světelné dráhy se obnažují stále hlubší vrstvy zahřáté koule, které hromadně zvýrazňují jejich zbývající energii do prostoru; to znamená, že vyzařování přichází zevnitř i zvenčí zároveň. Ekvivalent epicentra exploze RDS-37 1,6 Mt ve výšce 1550 m [# 15] , podzemní úkryty v hloubkách 10 až 50 m si v epicentru vedly dobře, zvířata v nich zůstala neporušená [4] . | |
| 15 000 K 0,115 MPa |
1,13 s | 1400 m | 455 tis | 0,3 MPa 1,12 MPa 0,22 MPa 2,5ρ¸ |
635 m/s 0,96 s 378 m/s 2,9 s |
Po druhém maximu koule ještě o něco povyroste, ale její jasová teplota začne nevratně klesat: koule, která projde do kopule a poté do mraku, změní barvu během ~ 1 minuty, jak teplota klesne, jak je znázorněno na obrázku druhý sloupec. |
| 1500 m | 445 tis | 0,28 MPa 1,05 MPa 0,2 MPa 2,4ρ¸ |
625 m/s 1 s 370 m/s 3 s |
Tlak v kouli je redukován na atmosférický tlak . V tomto poloměru zahřívání bodu ve vzduchu na 200 °C [# 17] . | ||
| 12 000 K 0,015ρ¸ 20 m |
1,4 s | 1600 m 500 gr |
433 K | 0,26 MPa 0,96 MPa 0,17 MPa 2,3ρ¸ |
605 m/s 1,1 s 350 m/s 2,8 s |
Ve vzdálenosti 1,6 km od středu vzdušné exploze 1 Mt utrpí osoba v betonovém krytu s tloušťkou stropu 73 cm smrtelné radiační zranění ; |
| 0,1 MPa | 1,6 s | 1750 m 70 Gr |
405K 200dB |
0,2 MPa 0,666 MPa 0,11 MPa 2,1ρ¸ |
555 m/s 1,2 s 287 m/s 2,8 s |
Podmínky rázové vlny se blíží podmínkám v oblasti epicentra výbuchu v Nagasaki (~21 kt ve výšce ~500 m) [# 15] . Ekvivalentní plocha epicentra výbuchu v Hirošimě (13-18 kt ve výšce 580-600 m) [# 15] pro 1 Mt bude ve výšce 2250 m; při tlaku v čele 0,1 MPa je tlak odražené vlny v epicentru ~0,3 MPa [lit. 35] (str. 28) [lit. 19] (str. 191) . Pokud by zde bylo epicentrum, odražená vlna o síle 0,7 MPa by zničila volně stojící úkryty navržené pro 0,35 MPa (blízké typu A-II nebo třídě 2 0,3 MPa) [lit. 36] [lit. 14] (C. 114 ) . |
| 1,8 s 7000 K |
1900 m | 370K 199dB |
0,18 MPa 0,57 MPa 0,09 MPa 2ρ¸ |
537 m/s 1,3 s 268 m/s 2,7 s |
Ohnivá koule dosahuje téměř maximálního průměru 1,9 km a visí 3 sekundy kilometr od povrchu, přičemž se stále více rozšiřuje nahoru a do stran. Tlak uvnitř klesne pod 1 atm . | |
| (~5000 K) 1–0,85 atm |
2 s | 2000 m 50 Gy ~15 000 kJ/m² |
0,16 MPa 0,49 MPa 0,07 MPa 1,9ρ¸ |
519 m/s 1,7 s 247 m/s 3,2 s |
epicentrum . V letních podmínkách je před příchodem rázové vlny ohřev povrchového vzduchu o tloušťce 9–12 m v epicentru až 2100 °C, v okruhu 1 km 1000 °C, 2 km st. 300 °C [lit. 1] (str. 180) . V zimních podmínkách uvedených níže je ohřev vzduchu mnohem menší, ale místo toho jsou vytvořeny nejlepší podmínky pro odraz a šíření rázové vlny. | |
| Podmínky v cloudu [#1] |
Čas Jas a barva mraku |
Poloměr světelný puls | PODMÍNKY Temp Sound [#18] |
DOPAD Hustota tlaku |
Rychlost WAVE Čas→ |
Od tohoto okamžiku se vzdálenost měří podél povrchu země od místa epicentra exploze ve výšce 2 km. |
| 2 s | 0 m 50 Gy ~15 000 kJ/m² |
198-207 dB | 0,16⇒0,49 MPa | V okruhu 0 až 2000 m - zóna pravidelného odrazu [lit. 14] (str. 25) nebo zóna blízkého [lit. 37] (str. 29) , ve které vlna dopadá vertikálně, se odráží a tlak v blízkosti povrchu se blíží tlaku odrazu. Destrukce úkrytů dimenzovaných na 200 kPa (typ A-III nebo třída 3) (0,5 MPa) [lit. 36] [lit. 16] . Blesková forma nemoci z ozáření (50 Gy a více) [lit. 16] , 100% letalita do 6-9 dnů pouze z ozáření [lit. 38] (str. 69) . Elektromagnetický impuls má intenzitu elektrického pole 13 kV/m [lit. 14] (str. 39) . | ||
| 700 m | 197-206 dB | 0,14⇒0,4MPa | Když vlna nedorazí kolmo, pak na vysoké pozemní stavby působí dva dopady: první shora je čelo dopadající vlny (0,14 MPa), po několika setinkách sekundy je druhý odražený od země. (do 0,4 MPa), směřující pod úhlem nahoru [lit. 4] (str. 10, 144) . Podzemní stavby budou ovlivněny jedním zásahem odrazem. Destrukce pásových základů bytových domů 0,4 MPa [lit. 19] (str. 11) (nemluvě o jejich zemní části). Slabá destrukce volně stojících úkrytů, navržených pro 0,35 MPa [lit. 14] (str. 114), [lit. 16] . | |||
| 1000 m | 196-205 dB | 0,12⇒0,35 MPa | Pravděpodobnost úmrtí člověka na primární působení rázové vlny je asi 50 % [# 19] (0,314-0,38 MPa) [lit. 4] (str. 541) (0,32 MPa) [lit. 10] (str . . 307) , prakticky u všech byly roztrženy ušní bubínky (0,28-0,31 MPa) [lit. 4] (str. 541) . | |||
| 3 s | 1500 m | 194-204 dB | 0,1⇒0,3 MPa | 0,3 MPa je návrhový tlak rázové vlny pro návrh konstrukcí a ochranných zařízení podzemních staveb hlubinných podzemních vedení [lit. 39] . Úplná destrukce kovových a železobetonových mostů o rozpětí 30–50 m 0,2–0,3 MPa [lit. 16] , [lit. 20] (str. 27) , úplná destrukce přístřešků v suterénech vícepodlažních budov ( 0,17–0,3 MPa) [lit. 35] (str. 12), [lit. 19] (str. 11) , silné a úplné zničení železničních tratí (0,2-0,5 MPa), slabé zničení kanalizace a vodovodu šachty, kabelová podzemní vedení (0,2-0,4 MPa) [lit. 20] (str. 27), [lit. 16] . | ||
| 2000 m | 191-200 dB | 0,08⇒0,2 MPa | Úplná destrukce [# 20] betonových, železobetonových monolitických (nízkopodlažních) a zemětřesení odolných budov (0,2 MPa) [lit. 35] (str. 26), [lit. 16] . Tlak 0,12 MPa a především městská zástavba přechází do pevných blokád vysokých 3-4 m [lit. 20] (str. 276), [lit. 2] (str. 60) . Kompletní zničení vestavěných úkrytů dimenzovaných na 50 kPa (0,125 MPa). Člověk utrpí středně těžké barotrauma plic (0,15-0,2 MPa) [lit. 10] (str. 206) . | |||
| 4,6 s 5-6 tisíc ke Slunci |
2100 m 20 Gr |
365K 195dB |
0,11 MPa 0,34 MPa 0,04 MPa 2,1ρ¸ |
470 m/s 1,75 s 180 m/s 3 s |
Ve výšce výbuchu 2 km, počínaje poloměrem 2000 m - nepravidelná odrazová zóna [lit. 14] (str. 25) : rázová vlna dopadá pod úhlem 45°, čelo odražené vlny dobíhá s dopadající vlnou a u povrchu se vytvoří příďová rázová vlna, probíhající paralelně s přízemním efektem neboli Machovou vlnou [lit. 4] (str. 112) [lit. 2] (str. 30) . Odrazový tlak uvedený v 5. řádku je nyní realizován, když Machova vlna narazí na kolmou nezničitelnou stěnu. Rázová vlna odražená od epicentra dosáhne ohnivé koule, která se začala zvedat. | |
| (7500 K) 0,02ρ˛ ~100 m |
5 s | 2230 m ~10 Gy |
353K 194dB |
0,1 MPa 0,275 MPa 0,03 MPa 1,63ρ¸ |
460 m/s 2 s 174 m/s 2,9 s |
Nebezpečné poranění [# 19] osoby rázovou vlnou (0,1 MPa nebo více) [lit. 16] [lit. 19] (str. 12) . Ruptura plic šokem [lit. 4] (str. 540) a zvukovou vlnou [lit. 40] , 50% pravděpodobnost prasknutí ušního bubínku (0,1 MPa) [lit. 10] (str. 206) . Extrémně závažná akutní nemoc z ozáření v důsledku kombinace úrazů, 100% úmrtnost během 1–2 týdnů [lit. 38] (str. 67–69), [lit. 41] [lit. 16] . Někteří lidé uvnitř budov s tlakem rázové vlny 0,1-0,14 MPa mohou přežít (pozorování v Hirošimě) [lit. 4] (str. 612) [# 21] . Bezpečný pobyt v nádrži [lit. 2] , v opevněném suterénu s železobetonovou podlahou [lit. 19] [lit. 42] (s. 238) a ve většině úkrytů G. O. Ničení nákladních aut [lit. 16] . 0,1 MPa - návrhový tlak rázové vlny pro návrh konstrukcí a ochranných zařízení podzemních staveb mělkých linek metra [lit. 39] . |
| (4000 K) 0,9-0,8 atm |
2550 m 3 Gy |
347K 193dB |
0,09 MPa 0,025 MPa |
450 m/s 2,15 s 160 m/s 2,95 s |
Odražená vlna se valí nad ohnivou oblastí: koule se zplošťuje, drtí zespodu a urychluje vzestup, přičemž středová a více zahřátá část stoupá rychleji, okrajové a studené části pomaleji; prázdná izotermická dutina v kouli se zhroutí převážně nahoru a vytvoří rychlý vzestupný tok nad epicentrem - budoucí nohou houby. Kompletní zničení [# 20] železobetonových budov s velkou skleněnou plochou 0,09-0,1 MPa [lit. 16] . Ve vzdálenostech nad 2,5 km (tlak <0,1 MPa) při silném dešti a mlze může tlak rázové vlny klesnout o 15–30 %; sněžení nemá na vlnu téměř žádný vliv [lit. 1] (str. 183) . | |
| 2800 m 1 Gy 8000 kJ/m² |
341K 192dB |
0,08 MPa 0,21 MPa 0,02 MPa |
439 m/s 2,2 s 146 m/s 3,15 s |
V klidných podmínkách a včasné léčbě mají lidé, kteří dostali dávku 1-1,6 Gy [lit.[lit. 16], nenebezpečné radiační poškození [lit. 41] (str. 52) a z hlediska výše škod (plus zranění, popáleniny, blokády) v oblasti nad 0,08 MPa zemře 98 % [lit. 43] . Tlak menší než 0,1 MPa - městské oblasti s hustou zástavbou se mění v pevné blokády [lit. 20] (str. 28) . Úplná destrukce [# 20] dřevo- zemního PRU , dimenzovaného na 30 kPa (0,08 MPa). Průměrné zničení [# 22] budov odolných vůči zemětřesení (0,08-0,12) MPa [lit. 16] . Loď (parník) utrpí vážné poškození a ztratí pohyblivost (0,08–0,1 MPa) [lit. 14] (str. 114) [lit. 4] (str. 256) , ale zůstává na hladině. | ||
| 2900 m | 335K 191dB |
0,07 MPa 0,18 MPa 0,015 MPa 1,46ρ¸ |
430 m/s 2,33 s 160 m/s 3,2 s |
Koule přešla do ohnivé kopule, v níž jsou po zhroucení prázdné dutiny horké plyny obaleny torusovitým vírem, který přetrvává až do konce stoupání houby; horké zplodiny výbuchu jsou lokalizovány v horní části kopule [lit. 17] . Oblast 0,07 MPa je poloměr zóny silného prachu po výbuchu (široká základna stonku „houby“) [lit. 26] (str. 117) . Zřícení komínů se železobetonovými stěnami tloušťky 20 cm (0,07 MPa) [lit. 44] (str. 136, 137) . Úplná destrukce [# 20] suterénů bez konstrukční výztuže (0,075 MPa), slabá destrukce vestavěných úkrytů dimenzovaných na 0,05 MPa (0,075 MPa) [lit. 16] . | ||
| 3200 m | 329K 190dB |
0,06 MPa 0,15 MPa 0,01 MPa 1,4ρ¸ |
416 m/s 2,5 s 115 m/s 3,3 s |
Kopule, měnící se v mrak, jako bublina se vznáší a táhne sloup kouře a prachu z povrchu země: začíná růst charakteristická výbušná houba . Sloupec prašného vzduchu (stonek houby) se k oblaku nedostane a celý vzestup jej následuje odděleně, prach ze země se nemísí s reakčními produkty. Rychlost větru v blízkosti povrchu k epicentru je ~100 km/h. Těžká poranění [# 23] osoby rázovou vlnou (0,06-1 MPa) [lit. 19] (str. 12), [lit. 16] . Úplná destrukce vodárenských věží (0,06-0,07 MPa) [lit. 20] (str. 27), [lit. 16] . | ||
| 3600 m ~0,05 Gy |
323K 188dB |
0,05 MPa 0,12 MPa 0,008 MPa 1,33ρ¸ |
404 m/s 2,65 s 99,2 m/s 3,5 s |
Nenebezpečná dávka záření [lit. 16] [lit. 19] . Lidé a předměty zanechávají na chodníku „stíny“ [lit. 4] . Kompletní zničení [# 20] administrativních vícepodlažních skeletových (kancelářských) budov (0,05-0,06 MPa), přístřešky nejjednoduššího typu; silná [# 22] a úplná destrukce masivních průmyslových staveb 0,05-0,1 MPa [lit. 35] (str. 26), [lit. 19] (str. 11), [lit. 20] (str. 27), [ lit. 20] (str. 27), [ lit. 16] . Prakticky veškerá městská zástavba byla zničena vznikem lokálních blokád (jeden dům - jedna blokáda) [lit. 20] (str. 246) , jednotlivé fragmenty jsou vrženy až do vzdálenosti 1 km [5] . Kompletní zničení aut. Úplné zničení lesa (0,05 MPa a více) [lit. 2] (str. 60) , plocha vypadá, jako by tam nic nerostlo [lit. 45] . V zóně s tímto poloměrem je zachováno 75 % úkrytů [lit. 14] (str. 44) . Zničení je podobné zemětřesení o síle 10 stupňů. | ||
| 4300 m | 316K 186dB |
0,04 MPa 0,09 MPa 0,0052 MPa 1,26ρ¸ |
392 m/s 2,8 s 82 m/s 3,65 s |
Průměrné poranění [# 24] osoby rázovou vlnou (0,04-0,06 MPa) [lit. 16] , [lit. 19] (str. 12) . Úplná destrukce [# 20] skladů, nehmotných průmyslových objektů 0,04-0,05 MPa; těžká destrukce [# 25] vícepodlažních železobetonových budov s velkou skleněnou plochou 0,04-0,09 MPa a administrativních budov 0,04-0,05 MPa [lit. 16] . | ||
| 8-10 s | Na konci efektivní doby druhé fáze záře bylo uvolněno ~80 % celkové energie světelného záření [lit. 4] (str. 355) . Zbývajících 20 % je bezpečně zobrazeno až do konce první minuty s nepřetržitým snižováním intenzity, postupně se ztrácí v obláčcích mraku. Další destruktivní účinky jsou spojeny s vycházející rázovou vlnou a plápolajícími požáry a jaderný hřib atmosférické exploze se přes svůj grandiózní a děsivý vzhled stává prakticky neškodným, s výjimkou nebezpečí, že jím proletí v letadle [lit. 44] (str. 242) . | |||||
| ~3500 K | 10 s ~ 3000 K |
4600 m 4000 kJ/m² |
313K 185dB |
0,035 MPa 0,004 MPa 1,23ρ¸ |
386 m/s 3,15 s 73 m/s 3,8 s |
Ohnivá kupole se mění v ohnivý mrak, jehož objem se zvětšuje, jak stoupá; rychlost zdvihu ~300 km/h. Ve vzdálenosti 5 km od epicentra je výška čela Machovy vlny 200 m. Poloměr začátku poškození ušního bubínku rázovou vlnou (0,035 MPa [lit. 4] (str. 541) , 0,034-0,045 MPa [lit. 10] (str. 206) ). V tlakovém poloměru 0,035-0,08 MPa zemře 50 % lidí, 40 % je zraněno, 10 % zůstává nezraněno [lit. 43] . V Hirošimě v tlakovém poloměru 0,035 MPa (1,6 km) zemřelo a zmizelo až 90 % lidí (studentů) na ulici a 74 % těch, kteří byli v různých úkrytech, přežilo. Auto má velké promáčkliny, rozbité sklo a vyražené dveře, ale může zůstat v pohybu (0,035 MPa) [lit. 4] (str. 35, 92, 247, 612) . Ničení úkrytů nejjednoduššího typu (0,035-0,05 MPa) [lit. 19] (str. 11) . |
| ~5 s – 1 min. |
V případě výbuchu ve vlhké atmosféře za čelem rázové vlny se v oblasti rarefakce a ochlazení objevují kondenzační mraky ( efekt cloudové komory ) [lit. 4] (str. 52) v podobě rozšiřující se kopule , prstenec , soustava prstenců , pásy nebo prostě mraky obklopující rostoucí "houby" a postupně mizející. Tyto útvary jsou pozdější než maximum záře a prakticky neoslabují nebezpečný světelný pulz. Za 10-15 sekund dokážou výbuch zcela uzavřít a vytvořit mlhavou kopuli, která se díky jasnému vnitřnímu osvětlení sama stává ohnivou koulí mnohem většího rozsahu, než ve skutečnosti je. | |||||
| 5300 m 3000 kJ/m² |
310K 184dB |
0,03 MPa 0,066 MPa 0,003 MPa 1,21ρ¸ |
380 m/s 3,3 s 63 m/s 3,9 s |
Poloměr popálenin třetího až čtvrtého stupně v zimním oblečení (2093 kJ/m² a více) [lit. 16] . Při výbuchu 0,5 Mt je osoba o hmotnosti 80 kg odmrštěna rázovou vlnou 0,03 MPa ve stoje: 18 m s počáteční rychlostí 29 km/h, vleže: 1,3 m a 11 km/h [lit. 17] (str. 229) . V případě pádu hlavy na pevnou překážku při rychlosti 25 km/h a vyšší 100% smrt, u těla při rychlosti 23 km/h a vyšší práh smrtelnosti [lit. 10] (str . 287, 288) . Úplná destrukce [# 20] vícepodlažních zděných domů 0,03–0,04 MPa, panelových domů 0,03–0,06 MPa, těžká destrukce [# 25] skladů 0,03–0,05 MPa, střední destrukce [# 22 ] rámové administrativní budovy 0,03–0,04 MPa , slabá destrukce dřevozemních protiradiačních úkrytů navržených pro 0,03 MPa (0,03-0,05 MPa) [lit. 19] (str. 11), [lit. 35] (str. 26), [lit. 20] (str. 27), [lit. 16] . Zničení je podobné zemětřesení o síle 8 stupňů . Bezpečné v téměř každém suterénu [lit. 19] . | ||
| 15 s | 6400 m 2000 kJ/m² |
307K 182dB |
0,025 MPa 0,0021 MPa 1,17ρ¸ |
374 m/s 3,5 s 54 m/s 4 s |
Na ohnivém oblaku se objevují tmavé skvrny. Popáleniny 2.-3. stupně v zimním oblečení (1675-2093 kJ/m²) [lit. 18] (str. 238) , kromě popálenin od plamenů hořících šatů a požárů v okolí. Lidé a předměty zanechávají na probublávaném lakovaném povrchu „stíny“ (až 1675 kJ/m²) [lit. 4] (str. 335) . Slabá destrukce [# 26] budov odolných proti zemětřesení 0,025-0,035 MPa [lit. 16] . V prvních kilometrech bude člověk, který přežil po výbuchu, špatně rozumět tomu, co se děje kolem kvůli ztrátě sluchu a otřesu rázovou vlnou. | |
| 7500 m 1500 kJ/m² |
303K 180dB |
0,02 MPa 0,042 MPa 0,0014 MPa 1,14ρ¸ |
367 m/s 3,7 s 44 m/s 4,2 s |
"Houba" narostla na 5 km (3 km nad středem výbuchu), rychlost zdvihu byla 480 km/h [lit. 4] (str. 38) . Poloměr popálenin 1. stupně v zimním oblečení (1465-1675 kJ/m²) [lit. 18] (str. 238) . Lehká poranění [# 27] osoby rázovou vlnou (0,02-0,04 MPa) [lit. 16] , [lit. 19] (str. 12) . Úplná destrukce [# 20] dřevěných domů (0,02–0,03 MPa), těžká destrukce [# 25] vícepodlažních zděných budov (0,02–0,03 MPa), střední destrukce [# 22] zděných skladů (0, 02–0,03 MPa), vícepodlažní železobetonové 0,02-0,04 MPa, panelové (0,02-0,03 MPa) domy; slabá destrukce [# 26] administrativních rámových budov (0,02-0,03 MPa), masivní průmyslové stavby (0,02-0,04 MPa), suterény bez výztuží nosných konstrukcí [lit. 19] (str. 11), [ lit. 20 ] (str. 27) [lit. 35] (str. 26), [lit. 16] . Zapalování automobilů [lit. 16] . V okruhu 7,5 km bylo v oblasti lesa pokáceno až 90 % stromů, oblast je prakticky neprůjezdná [lit. 12] (str. 259) . Zkáza je podobná zemětřesení o síle 6 stupňů, hurikánu o síle 12 stupňů . až 39 m/s. | ||
| 25 s | 10 000 m 800 kJ/m² |
300K 178dB |
0,015 MPa 0,0008 MPa 1,1ρ¸ |
360 m/s 4 s 33 m/s 4,4 s |
Hranice oblasti četných zranění pádem a odletujícími úlomky a úlomky skla (0,014 MPa a více) [lit. 4] (str. 624) . Popáleniny 3. čtvrtého stupně v letním oblečení (nad 630 kJ/m²) [lit. 16] , popáleniny 3. stupně v polosezónním oblečení [lit. 18] (str. 238) . V okruhu 0,014-0,035 MPa 5 % zemře, 45 % je zraněno, 50 % je nezraněno [lit. 43] . Průměrná destrukce [# 22] nízkopodlažních cihlových domů je 0,015-0,025 MPa [lit. 16] [lit. 20] (str. 27) . V okruhu 9,5 km bylo pokáceno cca 30 % stromů, lesem prochází pouze pěší [lit. 12] (str. 259) . | |
| 12 300 m | 298 176 dB |
0,012 MPa 0,0005 MPa |
356 m/s 26 m/s |
Celá hmota mraku se otáčí v ohnivém prstenci. Pokud k explozi došlo nad mořem, houbový mrak bude viset ve vzduchu bez prachového sloupce. Rázová vlna 0,012 MPa může převrátit obytný přívěs (domácí přívěs) [lit. 4] (str. 215) . V okruhu 12 km přichází lesní masiv o několik stromů a polámaných větví, oblast je projížděna vozidly [lit. 4] (str. 171) . | ||
| 13 300 m 500 kJ/m² |
Houba může vytvořit „sukni“ kondenzátu vodní páry v proudu teplého vzduchu, který je jako vějíř vtahován mrakem do studených horních vrstev atmosféry. Následně se tento kužel páry spojí s prachovým sloupcem a stane se stonkem samotné houby. Poloměr popálenin 3. stupně na otevřené kůži (500 kJ/m² a více), popálenin 2. stupně v letním a mimosezónním oblečení (420–630 kJ/m²) [lit. 18] (str. 238), [lit. 16] . | |||||
| 14 300 m | 296K 174dB |
0,01 MPa 0,02 MPa 0,00034 MPa 1,07ρ¸ |
354 m/s 23 m/s |
"Houba" vyrostla do 7 km (5 km od centra) [lit. 4] (str. 39) ; ohnivý mrak září stále slabší. Papír se vznítí, tmavá plachta. Zóna nepřetržitých požárů, v oblastech hustých hořlavých budov, požární bouře, tornádo jsou možné (Hirošima, " Operace Gomora "). Slabá destrukce [# 26] panelových budov 0,01-0,02 MPa [lit. 16] . Nezpůsobilost letadel a střel 0,01-0,03 MPa. Bylo rozbito 100 % okenních skel (0,01 MPa a více) [lit. 32] (str. 195) . Zničení je podobné zemětřesení o síle 4-5 bodů , bouři o síle 9-11 bodů V = 21-28,5 m/s [lit. 16] . | ||
| ~15 000 m 375 kJ/m² |
Poloměr popálenin druhého-třetího stupně na otevřených částech těla a pod letním oblečením (375 kJ / m² a více), první stupeň v předsezónním oblečení [lit. 18] (str. 238), [lit. 16] . Tlaková zóna 0,01 MPa - vnější hranice léze podél rázové vlny pro nechráněnou osobu [lit. 14] (str. 44), | |||||
| 17 000 m | 172 dB | 0,008 MPa 0,00022 MPa 1,06ρ¸ |
351 m/s 19 m/s |
V tlakovém poloměru 0,007-0,014 MPa je zraněno 25 % lidí, 75 % je nezraněno [lit. 43] . Průměrné zničení [# 22] dřevěných domů je 0,008-0,012 MPa. Slabá destrukce [# 26] vícepodlažních zděných budov 0,008-0,010 MPa [lit. 16] , [lit. 20] (str. 27) . | ||
| 40 s | 20 000 m 250 kJ/m² |
170 dB | 0,006 MPa 0,00012 MPa 1,042ρ¸ |
349 m/s 14 m/s |
Rychlost růstu houby je 400 km/h [lit. 4] (str. 93) . Poloměr popálenin prvního stupně v letním oblečení (250 kJ/m² a více). Slabá destrukce [# 26] dřevěných domů 0,006-0,008 MPa [lit. 20] (str. 27,) [lit. 16] . | |
| 21 300 m 200 kJ/m² |
Na konci minuty na mraku zmizí poslední světélkující body [lit. 8] (str. 56) . Poloměr popálenin 1. stupně na otevřené kůži (200 kJ/m² a více) [lit. 16] – selhání plážového oblečení a možná smrt. Popsaný list papíru shoří, zatímco prázdný list zůstane nedotčen (210 kJ/m²) [lit. 4] (str. 336, 554). | |||||
| ~1800 K | 1 minuta. | 22 400 m 150 kJ/m² |
293K 168dB |
~0,005 MPa 9⋅10 −5 MPa 1,03ρ¸ |
347 m/s 12 m/s |
"Houba" se zvedla na 7 km od středu exploze. O minutu později, s poklesem teploty plynu pod 1800 K, mrak konečně přestane vyzařovat světlo [lit. 4] (str. 35), [lit. 6] (str. 477) a nyní, za suchého počasí, může mít načervenalý, načervenalý nebo hnědý odstín v důsledku oxidů dusíku v něm obsažených [lit. 6] (str. 436), [lit. 8] (str. 64), [lit. 34] (str. 31 ) , která mezi ostatními mraky vynikne. Pokud k výbuchu došlo při vysoké vlhkosti, pak bude oblak bílý nebo nažloutlý. Destrukce zesíleného zasklení [lit. 16] . Vyvracení velkých stromů (mimo lesní plochy). Zóna jednotlivých požárů. |
| 1,5 min. | 32 km 60 kJ/m² |
291K 160dB |
~0,002 MPa 1⋅10 −5 MPa |
343 m/s 5 m/s |
"Houba" vystoupala do 10 km, rychlost stoupání ~220 km/h [lit. 4] (str. 38) . Nad tropopauzou se oblak rozvíjí především do šířky [lit. 4] (str. 39) . Maximální poloměr zničení nechráněných citlivých elektrických zařízení elektromagnetickým impulsem [lit. 16] . Téměř všechna běžná a částečně zesílená skla v oknech byla rozbitá [lit. 16] [lit. 19] (str. 11) - v zimě může být smrtelně mrazivá plus možnost pořezání odletujícími střepinami. Blíže než tento poloměr člověk neuslyší řev výbuchu kvůli dočasné ztrátě sluchu rázovou vlnou (0,002 MPa nebo více) [ lit. (str. 206)10] | |
| 2 minuty. | 40 km | 289K 154dB |
0,001 MPa 3⋅10 −6 MPa |
341 m/s 2,34 m/s |
Rychlost růstu houby je ~200 km/h, rychlost vzduchu v sloupu není vysoká od země 460 km/h [lit. 4] (str. 94) , sloup se od počátečního impulsu tolik nepohne , ale z pohybu větrů do epicentra a ždímání vzduchu nahoru ( typ kumulativního efektu ). Střední rozbití konvenčního a slabé rozbití zesíleného zasklení [lit. 16] . 1 % všech sklenic bylo rozbito nebo 2 sklenice na 10 osob [lit. 32] (str. 195) . Zvuk rázové vlny 150 dB odpovídá hluku při startu rakety Saturn-5 nebo N-1 na vzdálenost 100 m [lit. 40] . | |
| 2,5 min. | 48 km | 289K 143dB |
0,00028 MPa | Je možné rozbít sklo v oknech [lit. 4] (str. 128, 621) 0,02 % z celkového počtu [lit. 32] (str. 196) . Zvuk 140-150 dB - hluk vedle vzlétajícího letadla, 140 dB - maximální hlasitost na rockovém koncertě. | ||
| 4 min. | 85 km 40 kJ/m² |
289K 130dB |
méně než 0,0001 MPa | méně než 341 m/s |
Z této vzdálenosti, při dobré viditelnosti, ohnivá koule, která vyrostla a vznášela se 2-3 sekundy před začátkem výstupu, vypadá jako velké nepřirozeně jasné bílé Slunce blízko obzoru a v době prvního maxima (0,001 s) blesk je 30krát jasnější než polední svítidlo [lit. 4] ( str. 34), [lit. 12] (str. 25) , může způsobit popáleniny sítnice [lit. 16] , nával tepla do obličeje [lit. 8] (str. 423) . Rázová vlna, která dorazila po 4 minutách, pokud se její směr shoduje s větrem, může člověka srazit, rozbít sklo v oknech a rozbít křehké konstrukce (jak tomu bylo při testu RDS-37 [lit. 29] ). V obecném případě ztrácí svou ohlušující a ničivou sílu a zvrhává se v hromový zvuk slyšitelný stovky kilometrů daleko. "Houba" nastoupala přes 16 km, rychlost stoupání ~140 km/h [lit. 4] (str. 38) . | |
| 8 min. | 165 km | 288 tis | — | 340 m/s | Záblesk není za horizontem vidět, ale je vidět silná záře a následně ohnivý mrak. "Houba" rostoucí v takové vzdálenosti na hranici viditelnosti přestává stoupat, její výška je 18-24 km, z toho mrak je 9 km vysoký a 20-30 km v průměru [lit. 4] (str. 39, 94), [lit. 2] (str. 48), [lit. 19] (str. 23) , jeho široká část se „opírá“ o tropopauzu [lit. 4] (str. 41) . Směrem k epicentru vítr utichá, sloupec prachu je cca. 10 km se zastaví a začne rozpad a srážky. | |
| 20 minut. | 410 km | 340 m/s | Na tuto vzdálenost je vidět jen záblesk na obloze; zvuk exploze není slyšet, ale projde bezhlučná vzdušná vlna (jako vlna v oceánu) a odletí mnoho tisíc kilometrů [lit. 11] (str. 67) . Po 20 minutách se toroidální rotace v oblaku zastaví [lit. 34] (str. 31) . Hmotnost vodní páry vržené do stratosféry je asi několik desítek tisíc tun [lit. 34] (str. 31) . Usazená kolona pokrývá oblast dlouhou několik kilometrů prachem [6] . Hřibový mrak je pozorován asi hodinu nebo déle, dokud jej vítr neodfoukne a nesmíchá s obvyklou oblačností [lit. 4] (str. 40) . | |||
| Podmínky ve sféře: teplota tlak hustota dráha světla [# 1] |
Čas [#2] Intenzita a barva blesku [#3] |
Vzdálenost [ # 4] Záření [#5] Světelný puls [#6] |
PODMÍNKY Teplota [#8] Průběh světla [ #9] Zvuk [#18] |
PŘI NÁRAZU Přední tlak [#10] Odraz hlavy [#11] Hustota [#12] |
WAVE Front Velocity Time⊕ [#13] Head Velocity Time⇒ [#14] |
Poznámky [#7] |
Poznámky
| ||||||
