(封面圖沒想好用什麼)

殺什麼傷?什麼殺傷?殺傷什麼?

本文開始於這樣幾句絕望的質問。

這些質問的來源,當然是下面這些絕妙的論斷:

蘇47的完美核爆教室(2)——淺析核武器的諸殺傷效應及範圍(上):熱輻射

“殺傷半徑”?

蘇47的完美核爆教室(2)——淺析核武器的諸殺傷效應及範圍(上):熱輻射

“絕對殺傷半徑”?

蘇47的完美核爆教室(2)——淺析核武器的諸殺傷效應及範圍(上):熱輻射

“實際殺傷半徑”?

蘇47的完美核爆教室(2)——淺析核武器的諸殺傷效應及範圍(上):熱輻射

“有效殺傷半徑”——還有公式??

長期以來,在廣大對核武器一知半解而又誇誇其談的網友們中間,一直流傳著一種衡量核彈威力的奇妙數值——“殺傷半徑”,以及它的幾十種變體。但,它們的核心都是一樣的——這個數值彷彿具有特殊的魔力,以至於你身處其中就必死無疑,身處其外則毫髮無損,甚至可以悠閒地觀賞核爆炸的景象——

不,先生們。從今天開始,你們得跟這個詞說再見了。在這篇文章中,我將介紹衡量核爆炸各種效應的正確方法,最終達到讓你們放棄這個不精確詞彙的目的。

閒話少說,讓我們開始吧。

爆炸的定義是大量能量突然在狹小空間內釋放。……在核爆炸中,能量表現為衝擊波、熱輻射和核輻射等形式……

——美國陸軍部手冊TM-23-200,《核武器的效能》

蘇47的完美核爆教室(2)——淺析核武器的諸殺傷效應及範圍(上):熱輻射

對於一枚在自由大氣中爆炸的核彈,其能量主要透過以下四種方式釋放:

衝擊波(50%)

蘇47的完美核爆教室(2)——淺析核武器的諸殺傷效應及範圍(上):熱輻射

Operation Sailor Hat,500噸TNT——沒錯,這不是核爆炸,而是把500噸TNT堆在一起引爆的

熱輻射(20-30%)

蘇47的完美核爆教室(2)——淺析核武器的諸殺傷效應及範圍(上):熱輻射

Upshot-Knothole Grable,15kt,車輛距零點2900英尺

早期核輻射(5-10%)

蘇47的完美核爆教室(2)——淺析核武器的諸殺傷效應及範圍(上):熱輻射

Plumbbob的某次夜間試驗中,蘑菇雲周邊空氣被強輻射電離產生淡淡的藍光。

剩餘核輻射(10-15%)。

(沒圖)

這四種方式也是核爆炸最主要的殺傷效應。而本文中,我們將主要分析熱輻射對人體造成的傷害,以及……它的“殺傷半徑”有多遠?

在一枚1Mt武器爆炸後瞬間,即使從50英里外看來,它的亮度仍然為正午太陽亮度的30倍。

——《終點彈道學原理》,1959

蘇47的完美核爆教室(2)——淺析核武器的諸殺傷效應及範圍(上):熱輻射

名場面:“火球左側亮斑為太陽”,中國第一枚氫彈,~3Mt

熱輻射對人的傷害十分簡單,只不過是將人的面板或者視網膜加熱到足以燒傷的溫度——不過,這其中的變數很多。核彈的當量、是否著衣、能見度,甚至人面板的黑白,都會對熱輻射的效應造成影響。

蘇47的完美核爆教室(2)——淺析核武器的諸殺傷效應及範圍(上):熱輻射

圖表10-3 不同面板顏色對燒傷所需熱輻射劑量的影響。&;amp;amp;lt;br&;amp;amp;gt;來源:DNA-EM-1 核武器之效能,1974

從軍事角度來講,我們可以認為對人員的有效殺傷(即使其失去作戰能力)是

裸露面板(面部或雙手)的二度燒傷

;我們簡單地認為對於一枚小當量武器,二度燒傷需要4卡路里(cal)/cm^2的熱量。(點燃報紙僅需2。9cal/cm^2)

蘇47的完美核爆教室(2)——淺析核武器的諸殺傷效應及範圍(上):熱輻射

也許你們會問,為什麼大當量武器造成燒傷需要更大的熱量?答案很簡單——大當量武器需要更長的時間釋放熱輻射。也就是說,在接受同樣熱量的情況下,小當量武器的熱功率更高——因此所需熱量更小。

蘇47的完美核爆教室(2)——淺析核武器的諸殺傷效應及範圍(上):熱輻射

表6-2 服裝對熱輻射的防護效果&;amp;amp;lt;br&;amp;amp;gt;來源:TM-23-200 核武器之效能,1959

我們可以看到,只需穿著兩層夏季軍服,就可將一度燒傷的閾值提高到8cal/cm^2,將二度燒傷提高到20cal/cm^2!此時,裸露面板應該已三度燒傷甚至燃燒起來;而四層冬季軍裝的效果則更加明顯。

這說明衣服是可以極大地保護你的面板免受燒傷的。因此,問題就在於儘量防護你的裸露面板。

言歸正傳,對於一開始截圖中的言論,對於一枚10kt的炸彈,我們使用簡單的公式進行估算:

蘇47的完美核爆教室(2)——淺析核武器的諸殺傷效應及範圍(上):熱輻射

上次的回答圖利用一下(

透過此式,我們可以容易地對任意當量的武器在給定距離的熱輻射進行估算——也就是你們夢寐以求的“殺傷半徑”。

解方程易得,當Q=4cal/cm^2時,D≈1800碼;在此距離之外,似乎核爆炸的熱輻射對你已經沒有了威脅……

真的是這樣嗎?

當然不是。首先,你只是被認為“仍然有作戰能力”,這個設定值的前提是你是一名堅韌不拔、訓練有素計程車兵,不是手上紮了根刺都哭天搶地的老百姓……在相當大的範圍內(大概3000-4000碼),這枚炸彈都仍然足以造成一度燒傷,讓你的臉和雙手佈滿水泡。

其次,我們還沒有討論的是人體最精密的光學系統……你的眼球。

讓我講一個小故事:

我小時候富有科學探索精神,因此也吃苦不少。例如,不小心吞進一口氨水(口腔黏膜疼到好幾天吃不下東西);差點把酒精燈打翻……不過有一次,在我用天文望遠鏡觀測太陽的時候,一陣風吹掉了巴德膜……

有零點幾秒鐘,我的眼睛完全暴露在聚焦的太陽光下……那讓我的右眼整整幾小時看東西都只能看見一片昏黃。現在想來,我仍然後怕;居然沒有留下任何永久性損傷……再多零點幾秒,我的黃斑就可能變成煎雞蛋,而我就可能變成獨眼龍了。

蘇47的完美核爆教室(2)——淺析核武器的諸殺傷效應及範圍(上):熱輻射

獨眼的47姬~

同樣的,當你剛好凝視核爆炸的火球,你的晶狀體會把火球的像投影到視網膜上,造成視網膜燒傷和永久視力損失;相信我,這可比面板燒傷範圍大多了——畢竟你的面板沒有視力,也沒有放大鏡把光聚焦到上面……

下圖示出了武器當量和最大燒傷距離的關係。

蘇47的完美核爆教室(2)——淺析核武器的諸殺傷效應及範圍(上):熱輻射

我們可以看出,

一枚10kt的武器可以在遠到30km的距離造成視網膜燒傷……如果你剛好看著它,你就倒大黴了;上面那些說搬個凳子看的,還是省省吧。

另,圖上還有一條虛線是閃光致盲(flashblindness)的距離虛線。它的物理意義是,散射光將你暫時閃瞎的距離曲線……也就是說,對於一枚10kt武器,即使你在20km開外的屋裡,核爆炸的閃光也會讓你覺得眼花了好一陣。

傻孩子們,快捂眼睛啊!

最後,讓我們介紹一種躲避核爆炸熱輻射的簡單有效的辦法:

飛身臥倒。

蘇47的完美核爆教室(2)——淺析核武器的諸殺傷效應及範圍(上):熱輻射

雙手護頭護眼、背向爆心臥倒!

蘇47的完美核爆教室(2)——淺析核武器的諸殺傷效應及範圍(上):熱輻射

如圖所示,當大當量武器爆炸時,迅速臥倒可以躲避相當大一部分熱輻射——從而讓你有機會免受致命的燒傷。

以及,千萬不要抬頭看火球!

( @orangebird )

當然,更安全的方法是及早進入掩體;熱輻射只需要薄薄一層不透明物質,就可以完全消除。

好了,到此為止,我們算是簡單介紹了熱輻射的效應和作用距離。

你是否好奇人會不會被核爆炸吹飛?

鋼筋混凝土建築會被核爆炸炸塌嗎?

敬請期待:衝擊波效應!

我們下期再見~