Ero sivun ”Ydinaseiden polttovaikutukset” versioiden välillä

Wikipediasta
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Selaa historiaa interaktiivisesti
[katsottu versio][katsottu versio]
← Vanhempi muutosUudempi muutos →
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
VisuaalinenWikiteksti
Energian yksikkö
Rivi 1: Rivi 1:
{{Korjattava|Kaavojen muotoilu, merkinnät kaavoissa, desimaalipilkut.}}
{{Korjattava|Energian yksikkö J. Kaavojen muotoilu, merkinnät kaavoissa, desimaalipilkut.}}
'''Ydinaseiden polttovaikutukset''' ovat ydinräjähdyksen kuumuudesta johtuvia kuumuuden aiheuttamia tuhoja, vammautumisia ja kuolemia. Näillä on suuri merkitys varsinkin isoilla räjähdystehoilla.
'''Ydinaseiden polttovaikutukset''' ovat ydinräjähdyksen kuumuudesta johtuvia kuumuuden aiheuttamia tuhoja, vammautumisia ja kuolemia. Näillä on suuri merkitys varsinkin isoilla räjähdystehoilla.


Versio 9. lokakuuta 2017 kello 18.11

 Tätä artikkelia tai sen osaa on pyydetty parannettavaksi, koska se ei täytä Wikipedian laatuvaatimuksia.
Voit auttaa Wikipediaa parantamalla artikkelia tai merkitsemällä ongelmat tarkemmin. Lisää tietoa saattaa olla keskustelusivulla.
Tarkennus: Energian yksikkö J. Kaavojen muotoilu, merkinnät kaavoissa, desimaalipilkut.

Ydinaseiden polttovaikutukset ovat ydinräjähdyksen kuumuudesta johtuvia kuumuuden aiheuttamia tuhoja, vammautumisia ja kuolemia. Näillä on suuri merkitys varsinkin isoilla räjähdystehoilla.

Noin 35 % räjähdyksen energiasta muuttuu lämpöenergiaksi.[1] Suuri määrä lämpösäteilyä imeytyy ihmisen ihoon ja palaviin aineisin lyhyessä ajassa. Varsinkin suurissa vetypommiräjähdyksissä pommin lämpösäteily polttaa ihmisiä, eläimiä, kasveja ja rakenteita laajalla alueella suhteessa paineaallon tuhovaikutuksiin. Hyvin lähellä räjähdystä ihmiset haihtuvat ilmaan tai palavat karrelle. Kauempana syttyy tulipaloja ja ihmisille tulee eriasteisia palovammoja. Polttovaikutus riippuu polttavan säteilyn kestosta ja voimakkuudesta sekä kohteena olevan materiaalin laadusta, eli syttyvyydestä ja kyvystä imeä säteilyä. Jos useimmat materiaalit syttyvät, syntyy tuhoisa tulimyrsky, joka kestää tuntikausia ja voi imeä ihmisiä myrskytuulen voimalla tuliseen pätsiin. lähde?

Polttovaikutus

1 megatonnin räjähdys polttaa suojaamattoman ihon karrelle 12 km päässä, aiheuttaa rakkoja noin 14,5 km päässä ja voi polttaa ihon vielä 18 km päässä räjähdyksestä[2]. Tulipaloja syttyy varmasti 9,3 km päässä maanpintakeksipisteestä, Mahdollisesti palaa ainakin 12 km päässä[3]. Käytännössä paineaalto sytyttää tulipaloja kauempanakin. Mitan pahat tulipalot syntyvät, riippuu rakennuskannasta ja kasvillisuudesta. Pahimmassa tapauksessa syntyy suuri palo, tulimyrsky joka saatata imeä ihmisiä palavaan pätsiin. Tulimyrsky vaatii palavaa ainetta ainakin noin 8 paunaa neliöjalkaa kohden. Tuulen on oltava alle 3,5 m/s. Hiroshimassa tulimyrsky tuhosi noin 11,5 km2 [4]. Metsäpalo saattaa kuivissa oloissa levitä ainakin 10 km päähän[5].

Räjähdystehon aiheuttamat palovammat

Kun räjähdysteho kasvaa, kasvaa myös palovamman syntymisen vaatima lämpösäteily. Räjähdysteho ilmoitettu kt tai mt. Palovamman vaatima lämpösäteily ilmoitettu yksikössä kaloria neliösenttiä kohti. Suluissa etäisyys räjähykspaikasta.

Iho palaa karrelle 20-40 J/cm2 eli noin 5-10 cal/cm2 lämmöstä[6]..

Jos 50% ihosta palaa karrelle tai 100% palaa rakoille, ihminen kuolee. Jos pelkästään 50 % palaa rakoille, kuolee 50% todennäköisyydellä. Jos 10% palaa rakoille tai karrelle, 5%:n todennäköisyydellä kuolee.

Niinpä palovammat aiheuttavat varmoja kuolemia suojattomille 1 Mt ilmassa tapahtuvassa räjähdyksessä yli 17 km päässä maanpintakeskipisteestä.

Palovamman laji[7][8] 20 kt 550 kt 1 Mt 20 Mt
ei palovammoja 1,8 cal/cm2 [9]
1. (punotus) 2.5 cal/cm2 (4.3 km) 3.1 cal/cm2 (50%, 17.3 km)[9] 3.2 cal/cm2 <(18 km) 5 cal/cm2 (52 km)
2. (rakkoja) 5 cal/cm2 (3.2 km) 6.2 cal/cm2 (50%, 12,7 km)[9] 6 cal/cm2 (14.4 km) 8.5 cal/cm2 (45 km)
3. (karrelle) 8 cal/cm2 (2.7 km) 11 cal/cm2 (100%, 9.7 km)[9] 10 cal/cm2 (12 km) 12 cal/cm2 (39 km)

Tulipalot

Metsäpaloja syttyy säteellä R=0.8643*Y^0.40408 pintaräjähdyksestä.

Niinpä 1 mt räjähde sytyttää metsän palamaan pintaräjähdyksessä vielä 14.3 km päässä. Mutta useimmat muut palavat aineet synnyttäjät laajan 1 Mt pintaräjähdyksessä yleispalon 12,5 km päässä, ja monia erillispaloja syttyy 25 km päässä[10].


Riippuvuus räjähdystehosta

Polttovaikutus noudattaa räjähdystehon suhteen suunnilleen eksponenttia 2/5.

Maanpintaräjähdykselle on arvioitu seuraavia polttovaikutuksen yhtälöitä[11]

Palovammat

  • 3. asteen palovammat, karrelle, R_b3=0.65+Y^0.409
  • 2. asteen palovammat, rakkoja, R_b2=0,746+Y^0.417,
  • 1. asteen palovammat, ihon punotus, R_b2=0,9597+Y^0.432

Tulipalot

  • Yleispalo R_f3=0.68+Y^0.409
  • Erillispalo R_f2=0.854+Y^0.397
  • Metsäpalo R_f1=0.864+Y^0.404

Yhtälöissä Y räjähdysteho kt, tulos etäisyys km räjähdyspisteestä

Säteilyn polttovaikutus

Eri aineiden syttymiskynnykset riippuvat räjähdystehosta. Jos räjähteen voima on suurempi, aineiden syttymine vaatii isompaa tehoa.

Herkästi syttyvien kuivan lahon puun ja pudonneiden lehtien syttymiskynnys riippuu lämpötilasta näin J=10.914+Y^0.120 Hienon heinän syttymislämpö riippuu räjähdystehosta näin

J=13.2160+Y^0.1255

missä J on lämpöenergia J/cm2 (EI cal), Y räjähdysenergia kilotonneja.[12]

Muista, että 1 cal=4,2 J

Telttakankaan syttymislämpö näin

J=28.34+Y^0.154

Kuusen neulasten syttymislämpö näin

J=25.62+Y^0.134



8 J/cm2 lämpöetäisyys suoraan räjähdyspisteestä noudattaa suunnilleen kaavaa, noin 0,6 km tarkkuudella

R_8=1,1+Y^0.4584[13]

20 J/cm2 lämpöetäisyys suoraan räjähdyspisteestä noudattaa suunnilleen kaavaa, noin 0,6 km tarkkuudella

R_20=0,7+Y^0.4656

40 J/cm2 lämpöetäisyys noudattaa karkeasti kaavaa

R_85=0,5+Y^0.4702

85 J/cm2 lämpöetäisyys noudattaa karkeasti kaavaa

R_85=0,36+Y^0.4727

105 J/cm2 lämpöetäisyys noudattaa karkeasti kaavaa

R_105=0,32+Y^0.4732

Kuumuuden aiheuttamia vaikutuksia

  • n. 35 cal/cm2 puu syttyy yleensä[14]
  • 25 cal/cm2 laajat tulipalot varmoja
  • 21 cal/cm2 khakinvärinen puuvillavaate syttyy[15]
  • 15 cal/cm2 laajat palot todennäköisiä
  • 10 paperin syttymisen yläraja, laajat palot mahdollisia
  • 9,4 cal/cm2 III asteen palovammat 50%:n varmuudella, jos räjähdysteho 550 kt[8], iho palaa mustalle karrelle, paperin syttymisen yläraja
  • 8-9 cal/cm2cm ruoho syttyy
  • 6,2 cal/cm2 550kt, 50% varmuudella II asteen palovammat, puiden lehdet syttyvät, käytännöss laajoja tulipaloja
  • 4 cal/cm paperin syttymisen alaraja
  • 3,1 cal/cm2 1150 kt:lla I asteen palovammat 50 %varmuudella , iho palaa punaiseksi
  • 2 cal/cm2 lämpösäteily ai aiheuta vammaa[14]

Lähteet

  • Janne Koivukoski, Olli Paakkola, Pekka Myllyniemi: Ydinaseet, vaikutukset ja suojautuminen. Suomen pelastusalan keskusjärjestö, 2003. ISBN 9789517971485.

Viitteet

  1. ↑ Viittausvirhe: Virheellinen <ref>-elementti;viitettä BEFF ei löytynyt
  2. ↑ Effects of Nuclear Explosions nuclearweaponarchive.org. Viitattu 5.9.2017.
  3. ↑ See the immense area destroyed by a nuclear firestorm
  4. ↑ Firestorms AtomicArchive
  5. ↑ Nuclear Threat
  6. ↑ Koivukoski 2003, s 66
  7. ↑ Thermal Effects of Nuclear Explosions: Nuclear Files, Nuclear Peace Foundation, 1998-2017,
  8. ↑ a b Vulnerability of populations and the urban health care systems to nuclear weapon attack - Examples from four American cities Bell, Dallas, DOI: 10.1186/1476-072X-6-5
  9. ↑ a b c d Nukemap 550 kt, New York]
  10. ↑ Koivukoski 2003, s 59
  11. ↑ Koivukoski 2003, 59 ja laskelma
  12. ↑ Koivukoski 2003, 64 ja laskelma
  13. ↑ Koivukoski 2003, 65 ja laskelma
  14. ↑ a b Nukemap Alex Wellerstein, Nukemap, 2017
  15. ↑ [1] Lecture Weapons effects, princeton edu
Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Ydinaseiden_polttovaikutukset&oldid=16819649”