Является ли измерение размера ядерного облака с помощью большого пальца приблизительным показателем того, находитесь ли вы в зоне радиации?

Ядерное оружие может убивать с помощью нескольких механизмов

Эффекты взрыва

Больше всего урона наносит взрывной взрыв. Ударная волна воздуха распространяется наружу, вызывая внезапные изменения давления воздуха, которые могут раздавить предметы, и сильный ветер, который может сбить предметы. Как правило, большие здания разрушаются изменением атмосферного давления, а люди и объекты, такие как деревья и столбы, разрушаются ветром.

Эффекты теплового излучения

Примерно 35% энергии ядерного взрыва приходится на интенсивный выброс теплового излучения, т. е. тепла. Эффекты аналогичны эффекту двухсекундной вспышки огромного солнечного фонаря. Поскольку тепловое излучение распространяется примерно со скоростью света, вспышка света и тепла предшествует взрывной волне на несколько секунд, точно так же, как молния видна раньше, чем слышен гром.

Прямое воздействие ядерного излучения

Прямое излучение происходит в момент взрыва. Он может быть очень интенсивным, но его диапазон ограничен. Для крупного ядерного оружия дальность интенсивного прямого излучения меньше дальности летального действия взрывной волны и теплового излучения. Однако в случае оружия меньшего размера прямое излучение может быть смертельным с наибольшей дальностью действия.

Выпадать

Выпадение радиации происходит от частиц, которые становятся радиоактивными в результате взрыва и впоследствии распространяются на различные расстояния от места взрыва. В то время как любой ядерный взрыв в атмосфере производит некоторые осадки, осадки намного больше, если взрыв происходит на поверхности, или, по крайней мере, достаточно низко, чтобы огненный шар коснулся земли.

(Источник Атомный архив: основные эффекты ядерного оружия )

Все приведенные ниже цитаты взяты с других страниц вышеуказанной статьи, если не указано иное.

Каков «размер» ядерного взрыва, который мы сравниваем с размером большого пальца? Что ж, грибовидное облако может стать очень большим и продолжать распространяться в течение длительного периода времени, обычно десятков минут:

Облако достигает максимальной высоты примерно через 10 минут, после чего говорят, что оно «стабилизировалось». Однако он продолжает расти в стороны, придавая характерную грибовидную форму. Облако может оставаться видимым около часа.

Очевидно, что использование этого в качестве сравнения с вашим большим пальцем мало что дает.

Более правдоподобным предположением может быть первоначальный огненный шар:

В пределах семи десятых одной миллисекунды от взрыва огненный шар из 1-мегатонного оружия имеет диаметр около 440 футов, и это увеличивается до максимального значения около 5700 футов за 10 секунд.

5700 футов — это чуть больше мили (5280 футов). Простая геометрия предполагает, что ваш большой палец полностью покроет это с расстояния около 30 миль.

Эффекты урона по очереди:

Эффекты взрыва

Как правило, городские районы полностью разрушаются из-за избыточного давления в 5 фунтов на квадратный дюйм, при этом тяжелые повреждения распространяются по крайней мере до контура 3 фунтов на квадратный дюйм.

Люди на самом деле довольно устойчивы к прямому воздействию избыточного давления. Давление более 40 фунтов на квадратный дюйм требуется, прежде чем будут отмечены летальные эффекты.

Опасность избыточного давления исходит от обрушения зданий, которые обычно не обладают такой устойчивостью. Городские районы содержат множество объектов, которые могут летать по воздуху, а разрушение зданий порождает гораздо больше.

Примерно через 40 секунд, когда фронт Маха от ядерного оружия мощностью 1 мегатонна находится в 10 милях от эпицентра, избыточное давление снизится примерно до 1 фунта на квадратный дюйм.

Таким образом, для эффектов взрыва у вас есть время, чтобы найти какое-то укрытие, чтобы смягчить последствия рушащихся зданий и обломков, но правило большого пальца на самом деле не помогает, потому что опасное расстояние примерно в три раза меньше, чем «расстояние большого пальца», и поэтому вы можете видеть огненный шар намного больше вашего большого пальца и при этом находиться на безопасном расстоянии.

Тепловые эффекты

Взрыв мощностью в 1 мегатонну может вызвать ожоги первой степени (тяжелые солнечные ожоги) на расстоянии около 7 миль, ожоги второй степени (с образованием волдырей и необратимых шрамов) на расстоянии около 6 миль и ожоги третьей степени (которые разрушают ткани кожи) на расстоянии до 5 миль. Ожоги третьей степени более 24 процентов тела или ожоги второй степени более 30 процентов приведут к серьезному шоку и, вероятно, приведут к летальному исходу, если не будет оказана своевременная специализированная медицинская помощь.

Эта энергия излучается огненным шаром двумя импульсами. Первый довольно короткий и несет всего около 1 процента энергии; второй импульс более значителен и имеет большую продолжительность (до 20 секунд).

Было подсчитано, что ожоги стали причиной около 50 процентов смертей в Хиросиме и Нагасаки.

У вас потенциально есть 20-секундное окно для получения урона, поэтому, возможно, есть время, чтобы среагировать и спрятаться в каком-то укрытии, чтобы защититься от теплового излучения. Но ожидание, чтобы сравнить свой большой палец с максимальным размером огненного шара, который развивается за 10 секунд, похоже, подвергает себя худшему из эффектов, а также направляет ваши глаза на огненный шар, подвергая вас слепоте.

Взрыв мощностью в 1 мегатонну может вызвать слепоту на расстоянии до 13 миль в ясный день или 53 мили в ясную ночь. Если интенсивность достаточно велика, это приведет к необратимому ожогу сетчатки.

Таким образом, лучшая стратегия выживания, по-видимому, состоит в том, чтобы как можно скорее поставить что-то твердое между вами и взрывом, а не ждать, чтобы измерить огненный шар своим большим пальцем.

Прямое радиационное воздействие

Первичное ядерное излучение определяется как излучение, приходящее в течение первой минуты после взрыва, и в основном это гамма-излучение и нейтронное излучение.

Уровень начального ядерного излучения быстро снижается по мере удаления от огненного шара до места, где можно получить менее одного рентгена в пяти милях от эпицентра. Кроме того, начальное излучение длится только до тех пор, пока в огненном шаре происходит деление ядер. Начальное ядерное излучение составляет около 3 процентов от общей энергии ядерного взрыва.

Хотя люди, находящиеся вблизи эпицентра, могут получить смертельные дозы радиации, они одновременно погибают от взрывной волны и теплового импульса. В типичном ядерном оружии лишь относительно небольшая часть смертей и ранений является результатом начального излучения.

Путешествуя со скоростью света, если это станет для вас проблемой, то это затронет вас прежде, чем вы сможете отреагировать. Здесь большой палец ничем помочь не может.

Эффекты Fallout

Осадки – это радиоактивная пыль, выделяющаяся при взрыве. Это путешествует с ветром. В качестве примера, вот картина радиоактивных осадков после испытания Браво на атолле Бикини в 1954 году:

(взято с http://www.atomicarchive.com/Maps/BravoMap.shtml )

Как видите, в 20 милях с подветренной стороны вы были бы в полной безопасности, в то время как атолл Ронгерик в 150 милях с подветренной стороны был эвакуирован, и после возвращения островитян были долгосрочные последствия для здоровья от радиоактивных осадков.

Описание теста и некоторых последующих событий с http://www.rmiembassyus.org/Nuclear%20Issues.htm для иллюстрации уровней проблем со здоровьем в местах на расстоянии до 150 миль)

Январь - На атолле Бикини начинается подготовка к операции «Замок» по испытанию серии оружия мегатонного диапазона, включая первую в Америке доставляемую водородную бомбу.

28 февраля – 18:00. Накануне испытаний «Браво» метеосводки указывают на то, что атмосферные «условия становятся менее благоприятными». В полночь, всего через семь часов после выстрела, прогноз погоды сообщает, что «менее благоприятный ветер на высоте от 10 000 до 25 000 футов». Ветер на высоте 20 000 футов «дул на Ронгелап на восток».

1 марта - прогноз погоды в Бикини понижен до «неблагоприятного», и Объединенная оперативная группа 7 приказывает нескольким кораблям переместиться на 20 миль к югу, чтобы удалить их из зоны ожидаемых радиоактивных осадков. Несмотря на сводки погоды, показывающие, что ветры дуют в сторону обитаемых островов, 1 марта в Бикини взорвана водородная бомба «Браво». Мощность 15 мегатонн в 1000 раз превышает мощность бомбы, сброшенной на Хиросиму. В течение нескольких часов песчаный белый пепел окутывает островитян на атоллах Ронгелап и Айлингинаэ. Несколько часов спустя американские метеорологи подвергаются воздействию метели радиоактивных осадков на Ронгерике, а еще позже жители Утрика и других островов испытывают на себе «туман» радиоактивных осадков. Те, кто подвергся воздействию, испытывают тошноту, рвоту и зуд кожи и глаз. 3 марта Жители островов Ронгелап эвакуированы через 48 часов. а Утрика эвакуируют через 72 часа после Браво. Обе группы доставлены в Кваджалейн для наблюдения. У сильно облученных людей начинают развиваться ожоги кожи, а позже у них выпадают волосы. Комиссия по атомной энергии США публикует заявление для прессы, называя Браво «обычным атомным испытанием» и заявляя, что некоторые американцы и маршалловцы «неожиданно подверглись воздействию некоторой радиоактивности. Ожогов не было. Обо всех сообщили хорошо».

Долгосрочные последствия для здоровья изучались в рамках Проекта 4.1 — различные отчеты по проекту можно найти в Интернете, например, Исследование реакции людей, случайно подвергшихся воздействию значительных радиоактивных осадков (скачать в формате pdf)

Таким образом, «безопасное расстояние» варьируется в 10-20 раз (или более) в зависимости от силы и направления ветра, и я надеюсь, что констатация очевидного факта, что эмпирическое правило предполагает единственное безопасное расстояние, не считается оригинальным исследованием. расстояние во всех направлениях, и поэтому не является полезным ориентиром.

Размер взрыва

Последний фактор, о котором следует помнить, это то, что смертельные и безопасные расстояния для всех этих эффектов зависят от силы взрыва. Для большей части приведенных выше данных используется устройство на 1 мегатонну. Бомбы, сброшенные на Хиросиму и Нагасаки, имели мощность около 15 и 20 килотонн соответственно (в 50 раз меньше, чем бомба в 1 мегатонну). Крупнейшим испытанием в США было испытание в замке, описанное выше, на 15 мегатонн. Самым крупным советским испытанием была «Царь-бомба» мощностью около 50 мегатонн.

По мере того, как вы переходите к более крупным взрывам, тепловые эффекты становятся более важными, чем урон от взрыва, в то время как (как упоминалось в цитате выше) для небольших ядерных взрывов более важными становятся прямые радиационные эффекты.

Для оружия в диапазоне от 1 до 200 килотонн, используемого против сооружений, обычно встречающихся на Западе, вероятно, будет преобладать эффект взрыва; более крупное оружие будет иметь возможность начать огонь на расстоянии, намного большем, чем оно может нанести значительный ущерб от взрыва. Фильмы об испытаниях, проведенных в Неваде в 1950-х годах, подтверждают, что на предельном расстоянии, на котором деревянные каркасные дома могут быть воспламенены оружием малой мощности, здания разлетаются на части взрывной волной через несколько секунд, в то время как строения, пережившие взрыв, не воспламеняются. после взрыва. Испытания, проведенные в Тихом океане с использованием оружия мегатонного класса, показывают противоположный эффект.

(Источник: Федерация американских ученых )

Также не очевидно, как «расстояние большого пальца» зависит от размера взрыва (т.е. я еще не нашел данных о том, как размер огненного шара зависит от размера взрыва).