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原子弹的爆炸范围真的那么恐怖吗,注意是爆炸冲击波范围,能把一个地级市摧毁吗?

十万个为什么 空空 2024-3-27 07:55:52 4次浏览

关于问题原子弹的爆炸范围真的那么恐怖吗,注意是爆炸冲击波范围,能把一个地级市摧毁吗?一共有 2 位热心网友为你解答:

【1】、来自网友【赤焰哒哒哒】的最佳回答:

先说答案,不行!▼这是美国 1945 年 8 月 6 日在日本广岛投下的原子弹,代号“小男孩”,这也是人类第一颗运用于实战的原子弹。根据当时美国的预计,小男孩的爆炸当量应该达到 2 万吨 TNT,不过根据战后调查和实地统计,其实际爆炸当量在 1.5 万吨 TNT 左右。根据统计,小男孩爆心 2000 米以内,所有木质房屋全部自燃。1000 米以内,人的皮肤碳化,90%以上死亡。500 米以内,几乎所有建筑物全部倒塌,整个广岛市中心几乎全部夷为平地。在没有障碍物阻挡的情况下,原子弹的破坏力其实有一个公式:杀伤半径=1.493885×爆炸当量∧(1/3)。广岛市中心位于太田川河口的入海口位置,是一个冲击平原,地势平坦,一望无际。小男孩爆炸当量 15000 吨,代入公式中计算可得,小男孩的破坏半径达到了 1.71 千米,破坏面积则为 9.18 平方公里。不过因为一些不可量化的因素影响,文献记载实际上广岛被破坏的面积已经接近 12 平方公里了。当时的广岛,有多大呢?▲这是美军当年轰炸广岛时拍的一张广岛地图,根据比例尺和当时的文献资料记载。广岛当时市中心的面积大概在 25 平方公里左右,也就是说,一枚 1.5 万吨 TNT 的原子弹,破坏了广岛接近 1/2 的地表建筑,并未真正的完全摧毁所有建筑物。▼这是难得一见彩色照片,可以看到建筑物已经所剩无几,只有少量坚固的钢筋混凝土建筑物还没有倒塌。建筑物灭了一半,那么人呢?小男孩原子弹爆炸瞬间,死亡人数是 7 万。到 1945 年底因为烧伤和辐射,死亡人数上升到了 14 万。到 1950 年,总得死亡人数达到了 20 万!广岛是一个军工城市,日本方面其实已经预料到了要被轰炸,所以提前进行了疏散。原本 40 万人口只剩下了 24.5 万。从后来的统计数据来看,当时还在广岛的 24.5 万人,真正存活下来的仅仅五分之一。也就是说,小男孩当年没能完全摧毁整个广岛,但是却几乎杀死了所有的广岛市民。▲这张图对比了 2 万吨 TNT 和 50 万吨 TNT 核武器的破坏范围,可以看到 50 万吨核武器的重度伤害半径为 3 公里多一点。在这个范围内,几乎所有的建筑物都会倒塌,无论是木质还是现代钢筋混凝土大楼。但是过了这个距离之后,大部分钢筋混凝土建筑物可以在已经衰弱的冲击波中存活下来,很多躲在建筑物中的人员也可以避开瞬间的高温高压场和强电离辐射伤害,不过仍然难以逃过后续的辐射影响。原子弹不同于氢弹,氢弹的爆炸当量是可以无限叠加的,但原子弹不行。因为铀-235 存在一个临界质量,一旦超过这个临界质量,铀-235 将变得不稳定,无法保存,所以原子弹的爆炸威力是有上限的。目前人类研制爆炸当量最大的原子弹是美国的 MK-18“国王”原子弹,其爆炸当量 50 万吨,已经是原子弹的极限。根据计算公式,这枚原子弹的杀伤半径 5.5 公里,杀伤面积在 95 平方公里左右。一个地级市有多大?我所在的城市城区面积在全国排名 300 名以外,城区面积 58 平方公里。一颗 50 万吨 TNT 的原子弹,理论上可以实现完全破坏。我们这是小的不能在小的地级市,排名往前 100 名,城区面积超过 100 平方公里的地级市多了去了,就算是 MK-18 也做不到完全摧毁。而且我们市区多山,有多座隆起的山丘可以阻挡核武器爆炸产生的冲击波。所以就算是 50 万吨 TNT 原子弹在市中心爆炸,仍然会有一部分建筑物可以存活下来。不过人员的伤亡无法避免,后续的核辐射会导致大量人员死亡。总得来说,核武器威力巨大,原子弹威力上限在 50 万吨左右,对大型地级市无法完全摧毁,但可以破坏大部分建筑物,同时造成绝大部分的人员死亡。

【2】、来自网友【哨兵 ZH】的最佳回答:

摧毁不了,别说是原子弹了,你就是氢弹,想要彻底摧毁一个现代化城市都够呛,当然,你要是拿“大伊万”那种级别的出来拿就又是另外一个故事了,至于原子弹,具有实战性、能装到导弹上面的纯裂变武器爆炸当量有个十来万吨 TNT 就顶天了,比如法国 S2 中程弹道导弹上的 MR-31 核弹头(该导弹已经退役),这是一枚纯钚弹,爆炸当量只有 11 万吨 TNT,这基本上就是在具备实战性的前提下(能装到导弹上面),纯裂变武器能造出来的最大爆炸当量了,想要继续提高威力的,达到几十万吨甚至上百万吨 TNT 当量的话,那就只能上热核武器,也就是氢弹了,比如美国现役的“三叉戟”潜射弹道导弹上的 W88 热核弹弹头,爆炸当量就达到了 47.5 万吨 TNT。

▲上世纪 50 年代美国核打击计划报告截图(已解密)

但是,即使在核打击时使用氢弹,人家也没有想着一发就能干掉一个城市,要想保证彻底抹去一个城市,根据城市的面积、人口数量以及重要性,使用的核弹数量从数枚~上百枚不等,看上图,这是在

冷战期间美国针对对手的众多大城市核打击时使用的预估核弹头数量(单弹头爆炸当量 50 万吨 TNT 为标准),其中打击打击莫斯科(Moscow)时,需要 149 枚核弹头,打击圣披德堡时需要 145 枚核弹头,打击维滕堡(Wittenberg)时,则是只需要 5 枚核弹头。

所以,在使用当量为 50 万吨 TNT 的核弹头的情况下,要保证抹去一个现代化大城市,都得用数量堆,而像题目中说到的那样想用一颗原子弹就摧毁一个地级市是不可能的。我们可以直接来模拟一下不同当量的核武器对于现代化大城市的打击效果:

▲11 万吨当量核弹打击效果

先来看原子弹的,就选上面提到的 MR-31 核弹头,爆炸当量为 11 万吨 TNT,看看这种级别的核武器对一个现代化大城市有着怎样的打击效果,如上图所示,从图中可以看到,这种级别的核武器打击现代化城市,在选择空爆的情况下,火球半径为 400 米(图中中心的黄圈范围),强度为 20psi 的冲击波超压半径为 1.35 公里(第二个红圈范围),20psi 的压力是什么概念呢?

1psi 表示:每平方厘米的面积就需要承受大概 0.07 公斤的压力,所以 20psi 就表示:每平方厘米的面积需要承受 1.4 公斤的压力,再直观一点就是:在一平方米的面积上需要承受 14000 公斤,即 14 吨的压力,

因此,在这种级别的冲击波超压下,基本上能保证摧毁所有的建筑物,至于半径为 3.33 公里的 5psi 的冲击波超压(第四个紫圈范围),则可以保证在这个范围内的大部分建筑物会倒塌。但是即使是这样,这几个圈的范围也只是占了一个现代化城市的中心部分,根本就做不到仅仅依靠冲击波就摧毁一个大城市。

▲50 万吨当量核弹打击效果

最后再来看一下,50 万吨 TNT 当量的核弹头对一个现代化大城市的打击效果,从图中可以看到,不管是火球半径(中心黄圈,半径 730 米)、2psi 冲击波超压半径(第二个红圈,半径 2.24 公里)、还是 5psi 冲击波超压半径(第三个紫圈,半径 5.52 公里),都比 11 万吨当量的核弹头要大上不少,但是也还没有达到摧毁整个日本首都都市圈的地步(其实日本首都圈包括了:东京都、千叶县、神奈川县和埼玉县,即“一都三县”)。其实,

冲击波能量在空气中的衰减是非常严重的,与距离的三次方成反比

,再加上今天的城市基本上都是钢筋混泥土建筑,对冲击波能量有着很好的阻挡和吸收作用,所以,核弹想要依靠冲击波就彻底摧毁一个现代化城市是不可能的。

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