Nükleer patlamanın yıkım yarıçapı: bir bomba ne kadar uzağa ulaşır?

Bir nükleer silahın tek bir yıkım yarıçapı yoktur. Bir bomba aynı anda birkaç daire çizer ve her biri farklı bir zararı işaretler: ateş topu, binaların çökmesi, açık ciltte yanıklar, kırılan camlar. Boyutları çoğunlukla güce bağlıdır ve güçten çok daha yavaş büyür. Hiroşima bombasından bin kat güçlü bir silah bin kat uzağa ulaşmaz. Yaklaşık on kat uzağa ulaşır.

Aşağıdaki tablo, 20 tonluk bir topçu mermisinden 50 megatonluk Çar Bombası'na kadar silahlar için ana halkaları gösterir. Rakamlar simülatörün kullandığı modelden, ağır şok dalgası hasarını olabildiğince geniş alana yayan yükseklikteki bir hava patlaması için alınmıştır.

GüçÖrnekAteş topuAğır hasar
20 psi
Evler çöker
5 psi
3. derece yanıkCamlar kırılır
1 psi
0,02 ktDavy Crockett mermisi13 m80 m190 m160 m590 m
15 ktHiroşima180 m0,7 km1,7 km2,0 km5,4 km
100 ktW76 denizaltı başlığı390 m1,3 km3,2 km4,6 km10 km
300 ktTipik modern savaş başlığı600 m1,9 km4,7 km7,5 km14,5 km
800 ktTopol / Sarmat başlığı880 m2,6 km6,5 km11,4 km20 km
1,2 MtB83 bombası1,0 km3,0 km7,4 km13,6 km23 km
10 MtIvy Mike2,4 km6,1 km15 km34 km47 km
50 MtÇar Bombası4,6 km10,4 km26 km60 km80 km
Bir nükleer hava patlamasının iç içe hasar bölgeleri
Bugün konuşlu tipik bir savaş başlığı büyüklüğünde, 300 kilotonluk bir hava patlamasının halkaları.

Halkaları okumak

Mühendisler şok dalgası hasarını aşırı basınçla, yani hava basıncının normalin üzerine sıçramasıyla tanımlar; birimi inç kare başına pounddur (psi). 20 psi'de betonarme binalar çöker ve içeride neredeyse kimse sağ kalmaz. 5 psi'de sıradan evler dümdüz olur; ABD Teknoloji Değerlendirme Ofisi'nin kayıp modeli bu bölgedeki insanların yaklaşık yarısını ölü sayar. 1 psi'de binalar ayakta kalır ama camlar kalmaz ve uçuşan parçalar çok geniş bir alanda insanları yaralar.

Nevada'da nükleer şok dalgasıyla yıkılan deneme evi, 1953
Nevada'da ahşap bir deneme evi, 1953, yaklaşık 5 psi'lik bir şok dalgasından önce ve sırasında. Bütün dizi üç saniyeden kısa sürdü. Fotoğraf: US Department of Energy

Yanık halkası şok dalgası halkalarından farklı davranır. Isı ışık olarak, düz çizgiler hâlinde ve anında yol alır; bu yüzden erişimi havanın ne kadar açık olduğuna ve araya bir şey girip girmediğine bağlıdır. Açık bir günde büyük bir silahın üçüncü derece yanık yarıçapı, evlerin çöktüğü bölgenin epey ötesine uzanır. Pus, yağmur ya da tek bir tepe onu keskin biçimde kısaltabilir; simülatörün arazi gölgeleri çizebilmesinin nedeni budur.

Büyük silahlarda en kısa erişim ilk radyasyonundur. 300 kilotonluk bir patlamada yaklaşık 500 rem'lik ölümcül doz kabaca 2 km'ye ulaşır, tam yıkım dairesinin epey içinde. Küçük silahlar istisnadır: birkaç kilotonun altındaki her şeyde radyasyon halkası ağır şok dalgası halkasından geniştir.

On kat güç neden yalnızca iki kat mesafe demek

Bir patlama enerjisini bir hava hacmine yayar ve hacim mesafenin küpüyle büyür. Dolayısıyla belirli bir aşırı basıncın oluştuğu mesafe gücün küp köküyle büyür. Gücü 8 ile çarpın, şok dalgası halkaları iki katına çıkar. 1.000 ile çarpın, on katına. Isı biraz daha dik bir eğri izler, çünkü daha büyük bir ateş topu daha uzun süre de parlar.

Silah gücüne karşı şok dalgası ve yanık yarıçapı grafiği
1 kilotondan 50 megatona kadar güçlerde 5 psi halkasının ve üçüncü derece yanıkların yarıçapı. Güç ekseni logaritmiktir.

Modern cephaneliklerin dev bombalardan vazgeçmesinin nedeni budur. Bir şehre dağıtılmış 100 kilotonluk on savaş başlığı, toplam güç aynı olsa bile 1 megatonluk tek bir silahtan çok daha geniş bir alanı yok eder.

New York üzerinde 15 kilotonluk ve 800 kilotonluk silahların şok dalgası halkaları
Aşağı Manhattan'da aynı nokta: solda Hiroşima büyüklüğünde 15 kt, sağda 800 kilotonluk bir savaş başlığı. Harita ölçeği aynı. Harita: NukeSimulator, © OpenStreetMap contributors

Hava patlaması mı, yer patlaması mı

Yükseklik tabloyu değiştirir. Hedefin epey üzerinde, 300 kilotonluk bir savaş başlığı için 2 km dolayında patlatılan bir silah, şok dalgasının yerden yansıyıp kendini güçlendirmesini sağlar. 5 psi halkası, aynı silahın yüzeyde patlamasına göre yaklaşık bir buçuk kat geniş çıkar. Yer patlaması enerjisinin bir bölümünü krater kazmaya harcar, şok dalgası daha az uzağa ulaşır; karşılığında radyoaktif serpintiye dönüşen tozu havaya kaldırır. Füze siloları gibi güçlendirilmiş askerî hedeflere yer patlamasıyla, şehirlere ise savaş planlarında hava patlamasıyla saldırılır.

Patlama yüksekliği şok dalgası yarıçapını nasıl değiştirir
300 kilotonluk silah: 5 psi halkası yer patlamasında yaklaşık 3 km'ye, en uygun yükseklikteki hava patlamasında 4,7 km'ye ulaşır.

Sayıların dışarıda bıraktıkları

Haritadaki bir halka, düz ve açık zemin üzerinden alınmış bir ortalamadır. Gerçek şehirlerde bütün semtleri perdeleyen tepeler ve şok dalgasını hem kesen hem yönlendiren yüksek binalar vardır. Isı darbesinin başlattığı yangınlar, Hiroşima'da olduğu gibi, bir yangın fırtınasında birleşip hasarı halkaların ötesine taşıyabilir. Dairelerin hiçbiri ardından gelen hastane, yol ve elektrik çöküşünü hesaba katmaz. Onları bir ölçek duygusu olarak kullanın. Kendi sokağınızın üzerinde görmek için simülatörü açın, bir şehir ve bir silah seçin ve Patlat'a basın.