Ydinaseiden polttovaikutukset

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. 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. == 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. Tulipaloja syttyy varmasti 9,3 km päässä maanpintakeksipisteestä, mahdollisesti vielä 12 km päässä.See the immense area destroyed by a nuclear firestorm Käytännössä paineaalto sytyttää tulipaloja kauempanakin. Miten pahoja tulipaloja syntyy, riippuu rakennuskannasta ja kasvillisuudesta. Pahimmassa tapauksessa syntyy suuri palo, tulimyrsky, joka saattaa imeä ihmisiä palavaan pätsiin. Tulimyrsky vaatii palavaa ainetta ainakin noin 40 kilogrammaa neliömetriä kohti. Tuulen on oltava alle 3,5 m/s. Hiroshimassa tulimyrsky tuhosi noin 11,5 km2.Firestorms AtomicArchive Metsäpalo saattaa kuivissa oloissa levitä ainakin 10 km päähän.Nuclear Threat Hiroshimassa 190 J/cm2 aiheutti 1 800 °C lämpötilan, mikä sulatti kattotiiliä. 25 J/cm2 hiillytti puisia pylväitä, jotka eivät vielä syttyneet. === Räjähdystehon aiheuttamat palovammat === Kun räjähdysteho kasvaa, kasvaa myös palovamman syntymisen vaatima lämpösäteily. Räjähdysteho ilmoitettu kilotonneina tai megatonneina. Suluissa etäisyys räjähykspaikasta. Iho palaa karrelle 20–40 J/cm2 eli noin 5–10 cal/cm2 lämmöstä.Koivukoski 2003, s 66 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, kuolee 5%todennäköisyydellä. Niinpä palovammat aiheuttavat varmoja kuolemia suojattomille 1 Mt ilmassa tapahtuvassa räjähdyksessä yli 17 km päässä maanpintakeskipisteestä. Palovamman lajiThermal Effects of Nuclear Explosions: Nuclear Files, Nuclear Peace Foundation, 1998-2017, 20 kt 550 kt 1 Mt 20 Mt ei palovammoja 7,5 J/cm2 Nukemap 550 kt, New York 1\. (punotus) 10,5 J/cm2 (4,3 km) 13 J/cm2 (50%, 17,3 km) 13,5 J/cm2 (18 km) 21 J/cm2 (52 km) 2\. (rakkoja) 21 J/cm2 (3,2 km) 26 J/cm2 (50%, 12,7 km) 25 J/cm2 (14,4 km) 35,5 J/cm2 (45 km) 3\. (karrelle) 33,5 J/cm2 (2,7 km) 46 J/cm2 (100%, 9,7 km) 42 J/cm2 (12 km) 50 J/cm2 (39 km) ===Tulipalot=== Metsäpaloja syttyy säteellä R=0,8643 \cdot Y^{0.40408}pintaräjähdyksestä. Niinpä 1 Mt räjähde sytyttää metsän palamaan pintaräjähdyksessä vielä 14,3 km päässä. Useimmat muut palavat aineet synnyttvjät laajan yleispalon 12,5 km päässä ja monia erillispaloja syttyy 25 km päässä.Koivukoski 2003, s 59 == Riippuvuus räjähdystehosta == Polttovaikutus noudattaa räjähdystehon suhteen suunnilleen eksponenttia 2/5. Maanpintaräjähdykselle on arvioitu seuraavia polttovaikutuksen yhtälöitä.Koivukoski 2003, 59 ja laskelma 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 on räjähdysteho kt, tulos etäisyys km räjähdyspisteestä. === Säteilyn polttovaikutus === Eri aineiden syttymiskynnykset riippuvat räjähdystehosta. Jos räjähteen voima on suurempi, aineiden syttyminen 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, Y räjähdysenergia kilotonneja.Koivukoski 2003, 64 ja laskelma 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 seuraavaa kaavaa, noin 0,6 km tarkkuudella: R_8=1,1 + Y^{0,4584}Koivukoski 2003, 65 ja laskelma 20 J/cm2 lämpöetäisyys suoraan räjähdyspisteestä noudattaa seuraavaa 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} == Näkyvyyden vaikutus == Suurkaupungeissa on ilmassa pölyä ja muuta saastetta. Tämä vähentää näkyvyyttä. Niinpä suurkaupungin esikaupunkialueella on näkyvyys 30–40 km ja kaupungin keskustassa 10–20 km. Niinpä esikaupunkialueella tulee kertoa ilmaräjähdyksen tietyn lämpömäärän vastaanottava säde kertoimella 0,9 ja kaupungin keskustassa kertoimella 0,75.Koivukoski 2003, s 64 Niinpä sininen puuvillainen työpukukangas syttyy megatonnin pommilla 113 J/cm2 lämpömäärällä.Koivukoski 2003, s 64 Tämä on hyvällä näkyvyydellä suunnilleen etäisyydellä 8,4 km.Koivukoski 2003, s 65 Esikaupunkialueella sama kangas syttyy on 7,6 km etäisyydellä itse räjähdyspisteestä ja kaupungin keskustassa 6,3 km. 500 kilotonnin räjähdys 1,77 km korkeudessa:How lethal are Pakistan's nuclear weapons? How much area would be immediately destroyed in a single attack? How should one chalk out a rough evacuation plan if some day there is a strong chance of a nuclear attack. Geoff Olynyk, Ph.D., Applied Plasma Physics and Fusion Energy, MIT, 2013 Palovammat 50%:n todennäköisyydellä. *Palovammalaji, Kirkas, Ohutta utua, Utua *I 14 km, 10,3 km, 6,4 km *II 11,3 km, 8,7 km, 5,4 km *III 9,5 km, 7,6 km, 4,8 km *Näkyvyys 19,3 km, 9,7 km, 4 Tämän mukaan udussa 4 km näkyvyydellä 4,8 km päässä räjähdyspaikasta tulee III asteen palovammoja. ==Kuumuuden aiheuttamia vaikutuksia== *n. 145 J/cm2: puu syttyy yleensäNukemap Alex Wellerstein, Nukemap, 2017 *105 J/cm2: laajat tulipalot varmoja *88 J/cm2: khakinvärinen puuvillavaate syttyy Lecture Weapons effects, princeton edu *65 J/cm2: laajat palot todennäköisiä. *40 J/cm2: paperin syttymisen yläraja, laajat palot mahdollisia. *40 J/cm2: III asteen palovammat 50 % varmuudella, jos räjähdysteho 550 kt.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 Iho palaa mustalle karrelle. *35 J/cm2: ruoho syttyy. *26 J/cm2: 550kt, 50% varmuudella II asteen palovammat, puiden lehdet syttyvät, käytännössä laajoja tulipaloja. *10 J/cm2: paperin syttymisen alaraja. *13 J/cm2: 1,15 Mt:lla I asteen palovammat 50 % varmuudella. Iho palaa punaiseksi. *8,5 J/cm2: lämpösäteily ei aiheuta vammaa. == Katso myös == *Ydinräjähdyksen vaikutukset == Lähteet == * === Viitteet === Luokka: Ydinaseiden vaikutukset