核爆発の被害半径：核兵器はどこまで届くのか

核兵器の被害半径は一つではありません。一発の爆弾は同時にいくつもの円を描き、それぞれが別の種類の被害を示します。火球、建物の倒壊、露出した皮膚の熱傷、割れる窓ガラスです。それらの大きさは主に威力で決まりますが、威力よりもずっとゆっくりとしか大きくなりません。広島原爆の1,000倍の威力を持つ兵器が、1,000倍遠くまで届くわけではないのです。届くのはおよそ10倍の距離です。

下の表は、20トンの核砲弾から50メガトンのツァーリ・ボンバまでの兵器について、主な輪を示したものです。数値はシミュレーターと同じモデルから出したもので、強い爆風被害がもっとも広がる高度での空中爆発の場合です。

輪の読み方

技術者は爆風の被害を過圧、つまり通常より上がった気圧の分で表し、ポンド毎平方インチ（psi）で測ります。20 psiでは鉄筋コンクリートの建物が壊れ、中にいる人はほとんど誰も助かりません。5 psiでは普通の家がなぎ倒され、米国技術評価局の死傷モデルはこの区域の人のおよそ半数を死者と数えます。1 psiでは建物は立っていますがガラスは持ちこたえず、飛び散る破片が非常に広い範囲で人を傷つけます。

熱傷の輪は爆風の輪とは違うふるまいをします。熱は光として、直線で一瞬のうちに伝わるため、その届く範囲は空気の澄み具合と、途中に何か遮るものがあるかどうかで決まります。晴れた日には、大型兵器の第3度熱傷の半径は住宅が倒壊する区域よりはるかに外まで広がります。もや、雨、あるいは丘が一つあるだけで、それは大きく縮みます。シミュレーターが地形の影を描けるのはそのためです。

大型兵器では、初期放射線の届く範囲がいちばん短くなります。300キロトンの爆発では、約500 remの致死線量が届くのはおよそ2 kmまでで、完全破壊の円のずっと内側です。小型兵器は例外です。数キロトン未満の兵器では、放射線の輪が強い爆風の輪より広くなります。

威力10倍で距離が約2倍にしかならない理由

爆発はエネルギーを空気の体積の中に広げますが、体積は距離の3乗で増えます。したがって、ある過圧が生じる距離は威力の立方根に比例して伸びます。威力を8倍にすると爆風の輪は2倍になります。1,000倍にすると10倍になります。熱はこれよりやや急な曲線をたどります。大きな火球は、より長く光り続けるからです。

現代の核戦力が巨大爆弾から離れていった理由がこれです。100キロトンの弾頭10発を都市の上に分散させると、合計の威力は同じでも、1メガトンの兵器1発よりはるかに広い範囲を破壊できます。

空中爆発か地表爆発か

高度は図を変えます。目標のはるか上空、300キロトンの弾頭なら2 kmほどの高さで爆発させると、衝撃波が地面で反射して互いに強め合います。その5 psiの輪は、同じ兵器を地表で爆発させた場合のおよそ1.5倍の広さになります。地表爆発はエネルギーの一部をクレーターを掘ることに費やし、爆風の届く範囲は狭くなりますが、その代わりに放射性の降下物となる粉じんを巻き上げます。ミサイルサイロのような強化された軍事目標は地表爆発で、都市は戦争計画上、空中爆発で攻撃されます。

数字に含まれないもの

地図上の輪は、平坦で開けた地面での平均です。現実の都市には、地区全体を守る丘があり、爆風を遮りもすれば導きもする高層ビルがあります。熱パルスが起こした火災は、広島で起きたように火災旋風にまとまり、輪の外まで被害を広げることがあります。その後に続く病院、道路、電力の崩壊は、どの円にも含まれていません。輪は規模の感覚をつかむために使ってください。自分の住む通りの上で見るには、シミュレーターを開き、都市と兵器を選んで「爆発させる」を押してください。