Участник:Карма2/Песочница2

Таблица

Сворачивание внутри таблиц:

то получаются очень большие отступы и рамки вокруг свёрнутых блоков нет. Что тут можно сделать? (От class=wikitable избавляться нецелесообразно, поскольку он влияет не только на отступы, но и на оформление внутри самой таблицы). Пока что всё, до чего я додумался - это скопировать из навигационной таблицы class=navbox и style="margin:auto":

Первый столбецВторой столбецТретий столбец
Первая строчкаЯчейка 2*1Ячейка 3*1
Вторая строчкаЯчейка 2*2Ячейка 3*2
Третья строчкаЯчейка 2*3Ячейка 3*3
Первый столбецВторой столбецТретий столбец
Первая строчкаЯчейка 2*1Ячейка 3*1
Вторая строчкаЯчейка 2*2Ячейка 3*2
Третья строчкаЯчейка 2*3Ячейка 3*3
Первый столбецВторой столбецТретий столбец
Первая строчкаЯчейка 2*1Ячейка 3*1
Вторая строчкаЯчейка 2*2Ячейка 3*2
Третья строчкаЯчейка 2*3Ячейка 3*3
Первый столбецВторой столбецТретий столбец
Первая строчкаЯчейка 2*1Ячейка 3*1
Вторая строчкаЯчейка 2*2Ячейка 3*2
Третья строчкаЯчейка 2*3Ячейка 3*3

Примеры эффектов атмосферного ядерного взрыва на различных расстояниях

Высотный взрыв

Примеры взрыва Hardtack Teak мощностью 3,8 мегатоны в тротиловом эквиваленте на высоте 76,8 километров на основе [лит 1] (С. 55, 56, 502)

  • 1430 м — образование воздушной ударной волны[лит 2] (С. 23)
  • — отделение ударной волны от огненного шара
  • — максимальный диаметр огненного шара
  • 48 км — прибытие ударной волны давлением менее 0,0007 МПа на поверхность[лит 1] (С. 128)
Действие высотного ядерного взрыва мощностью 3,8 Мт в на высоте 76,8 км
ВремяДиаметр
огненного
шара
Диаметр
ударной
сферы
Эффект
0,3 сек17,6 км
В первые мгновения сила света вспышки особенно велика. У подопытных обезьян и кроликов ожоги глаз (ожоги сетчатки и роговицы) отмечались на расстоянии до 555 км[лит 1] (С. 559).
1—2 сСнизу вспышки появляется свечение, вызванное бомбардировкой электронами частиц воздуха. Это свечение принимает вид сияющей зари, разбивается на снопы и начинает вытягиваться по направлению к северному геомагнитному полюсу (эффект полярного сияния).
3,5 с29 км
Свечение вспышки намного ослабляется, эффекты взрыва можно наблюдать незащищёнными глазами.
10-15 с.
Ударная сфера меняет цвет от белого к голубому и становится прозрачной: внутри её видно светящееся облако взрыва (огненный шар), поднимающееся с начальной скоростью 1,6 км/с.
1 мин.
Огненный шар находится на высоте 145 км, продолжает подниматься со скоростью 1 км/с и расширяться со скоростью ок. 300 м/с. Заря ушла далеко за горизонт и наблюдается на расстоянии свыше 3200 км.
2-3 мин.
Ударная волна давлением 0,00068 МПа пришла на поверхность[1]: возможно небольшое разрушение остекления[лит 3]. Ударная сфера с уменьшением энергии становится красной. Её свечение обусловлено возбуждением ионизованного разряжённого воздуха от нагрева в ударной волне. В нижней части сферы, где плотная атмосфера, свечения нет.
6 мин.960 км
Ударная волна в разряжённом воздухе из-за малых тепловых потерь и большого пробега молекул идёт значительно быстрее, чем в плотном, потому ударная сфера принимает вытянутый вид и в это время имеет намного большие размеры по-сравнению с таким же по мощности взрывом в приземной атмосфере (см. следующий пункт). Последние три фотографии сделаны с расстояния 1250 км.
Продукты взрыва достигают предельной высоты несколько сот км и начинают падать.
св. 1 часаЧерез час после начала падения на высоте ок. 135 км продукты взрыва замедляются из-за роста плотности окружающего воздуха, рассеиваются на значительной площади (на расстояния до нескольких тысяч км), создают ионизацию в слое D и вызывают радиопомехи.
ВремяДиаметр
огненного
шара
Диаметр
ударной
сферы
Примечания
Примечания

Примеры эффектов воздушного ядерного взрыва на различных расстояниях

Таблица составлена на основе статьи Г. Л. Броуда «Обзор эффектов ядерного оружия»[лит 4] (русский перевод[лит 2]), монографий «Физика ядерного взрыва»[лит 5][лит 6][лит 7], «Действие ядерного оружия»[лит 1][лит 8], учебника «Гражданская оборона»[лит 9] и таблиц параметров ударной волны в источниках[лит 10] (С. 183),[лит 11] (С. 191),[лит 12] (С. 16),[лит 13] (С. 398),[лит 14] (С. 72, 73),[лит 15] (С. 156),[лит 16].

Предполагается, что до 2 километров — это расстояние от центра воздушного взрыва, примеры воздействия на поверхность земли, разные предметы и живые существа предполагают высоту десятки—сотни метров. А далее — расстояние от эпицентра взрыва на наиболее «выгодной» высоте примерно 2 км для мегатонной мощности[лит 9] (С. 26)[лит 1] (С. 90—92, 114).

Время во втором столбике — на ранних стадиях (до 0,1—0,2 мсек) это момент прибытия границы огненной сферы, а в дальнейшем — фронта воздушной ударной волны и, соответственно, звука взрыва. До этого момента для далёкого наблюдателя картина вспышки и растущего ядерного гриба разворачивается в тишине. Приход ударной волны на безопасном расстоянии воспринимается как близкий пушечный выстрел и последующий рокот длительностью несколько секунд, а также ощутимое «закладывание» ушей, как на самолёте при снижении[лит 17] (С. 474)[лит 18] (С. 65).

Вообще говоря, взрыв в воздухе на маленькой высоте (ниже 350 м для 1 Мт) является наземным, но примеры воздействия таких взрывов на поверхность земли и объекты мы рассмотрим здесь, так как соответствующая таблица для наземного взрыва (см. в статье Ядерный взрыв) покажет в основном эффекты взрыва при падении бомбы на землю и срабатывании контактного взрывного устройства.

Действие воздушного ядерного взрыва мощностью 1 Мт в тротиловом эквиваленте
Условия в сфере: темп-ра давление
плотность пробег света
[# 1]
Время
[# 2]

Ярк-ть и цвет вспыш- ки
[# 3]
Рассто-
яние
[# 4]

Радиац.
[# 5] Световой импульс
[# 6]
УСЛОВИЯ В УДАРНОЙ ВОЛНЕПримечания[# 7]

Темпера- тура
[# 8]

Пробег света
[# 9]
Давление фронта
[# 10]
отражения напора
[# 11]
Плотность
[# 12]
Скорость фронта Время⊕
[# 13] Скорость напора Время⇒
[# 14]
Внутри
бомбы
темно:)
288 К
Цвет
корпуса
бомбы
Бомба (боеголовка) подходит к заданной высоте. Высотомер выдаёт сигнал системе подрыва.
0 c0 мФормальное начало отсчёта времени — в начале процесса термоядерных реакций (через ~10−4 сек от запуска системы и через ~1,5 мкс от момента взрыва триггера), когда в пространстве бомбы начинает накапливаться основное количество энергии.
1 млрд К
108—n⋅107 МПа
10−9
10−6c
0 мДо 80 % и более энергии реагирующего вещества трансформируется и выделяется в виде невидимых мягкого рентгеновского и частично жёсткого УФ излучений с энергией до 80—100 кэВ (около 1 млрд К)[лит 5] (С. 24), эти излучения в свою очередь в воздухе преобразуются в тепловую и световую энергию (Трансфер радиационной энергии[лит 19](С. 36)). Рентгеновское излучение формирует тепловую волну, которая нагревает бомбу, выходит наружу и начинает прогревать окружающий воздух[лит 5] (С. 25); в начале выхода тепла бомба ещё не начала разлёт (скорость выхода излучения в 1000 раз больше скорости разлёта вещества), и в ней продолжают идти реакции.
~n⋅107K
до 108МПа
~50 м
~0,7⋅10−7 c
Цвет сферы
0 мВремя выхода тепловой волны термоядерного взрыва из пределов бомбы, она быстро нагоняет и поглощает волну взрыва первой ступени. Далее плотность вещества в этой точке пространства за 0,01 сек падает до 1 % плотности окружающего воздуха, а через ~5 сек. со схлопыванием сферы и вторжением воздуха из эпицентра повышается до нормальной; температура за 1—1,5 сек с расширением падает до 10 тыс.°C, ~5 секунд снижается до ~4—5 тысяч с выходом светового излучения, и дальше снижается с уходом вверх нагретой области; давление через 0,075 мсек падает до 1000 МПа, к моменту 0,2 мс вновь возрастает до ~10 000 МПа, а через 2—3 сек падает до 80 % атмосферного и затем несколько минут выравнивается, пока поднимается гриб (см. ниже).
2 мпары бомбы
~107 МПа
в момент 0,001 мс
Бомба сразу исчезает из виду и на её месте появляется яркая светящаяся сфера нагретого воздуха (огненный шар), маскирующая разлёт заряда. Скорость роста сферы на первых метрах близка к скорости света[лит 5](С. 25).
7,5⋅106 K
1ρ¸
30 м
0,9⋅10−7c
~⋅104К
7,5 мдо 3⋅108 м/сВ промежутке от 10−8 до ~0,001 с идёт изотермический радиационный рост сферы и начальная фаза её свечения. Расширение видимой сферы до ~10 м идёт за счёт свечения ионизованного воздуха под рентгеновским излучением из недр бомбы.
6⋅106 K
1ρ¸
1,1⋅10−7c
~⋅104К
10 мвнутренний скачок
104—105 МПа
~4ρ¸
в момент 0,01-0,034 мс
2,5⋅108м/сРеакции окончены, идёт разлёт вещества бомбы. Подвод энергии от заряда прекращается и светящийся сфероид далее расширяется посредством радиационной диффузии самого нагретого воздуха. Энергия квантов излучения, покидающих термоядерный заряд такова, что их свободный пробег до захвата частицами воздуха 10 м и более и вначале сравним с размерами шара; фотоны быстро обегают всю сферу, усредняя её температуру и со скоростью света отлетают из неё на несколько метров, ионизуя всё новые слои воздуха, отсюда одинаковая температура и околосветовая скорость роста. Далее, от захвата к захвату, фотоны теряют энергию и длина их пробега сокращается, рост сферы замедляется.
5⋅106 K
1ρ¸
20 м
1,2⋅10−7c
~⋅104К
12 м2,2⋅108 м/сПродукты реакции и остатки конструкции заряда — пары бомбы — ещё не успели отойти от центра взрыва (в пределах полуметра) и движутся со скоростью несколько тысяч км/с, в сравнении с начальной почти световой скоростью фронта тепловой волны они почти стоят на месте. На этом расстоянии пары будут в момент 0,034 мсек, давление их зависит от конструкции и массы заряда. Удар паров современного относительно лёгкого заряда 1 Мт разрушительно воздействует на поверхность земли только до расстояний ~10 м[лит 5] (С. 196)
4⋅106 K
1ρ¸
1,4⋅10−7c
~⋅104К
16 м1,9⋅108 м/сПары бомбы в виде клубов, плотных сгустков и струй плазмы как поршень сжимают впереди себя воздух и формируют ударную волну внутри сферы — внутренний скачок (~1 м от центра), отличающийся от обычной ударной волны неадиабатическими, почти изотермическими свойствами и при тех же давлениях в несколько раз большей плотностью: сжимающийся скачком воздух сразу излучает бо́льшую часть энергии в прозрачный для излучений шар.
3⋅106 K
1ρ˛
10 м
1,7⋅10−7c
~⋅104К
21 мвнутренний скачок
св.10 ГПа
в момент 0,08 мс
1,7⋅108 м/сНагретый объём воздуха начал расширяться во все стороны от центра взрыва.
На первых двух-трёх десятках метров окружающие предметы перед налётом на них границы огненного шара с околосветовой скоростью практически не успевают нагреться (свет не дошёл), а оказавшись внутри сферы под потоком излучения подвергаются взрывному испарению. При взрыве на высоте до 30 м слой грунта толщиной до 10—20 см и диаметром несколько десятков м нагревается тепловой волной (рентгеновским излучением) до 10 млн К и полностью ионизуется[лит 5] (С. 29). В дальнейшем этот слой начинает взрывообразное расширение (быстрее продуктов обычного взрыва) и производит воронку с выбросом грунта (см. выше классификацию по высоте взрыва).
2⋅106 K
1ρ˛
10 млн. МПа
2—10 м
0,001 мc
~⋅104К
34 м13000 МПа

0,6 МПа
1ρ¸
2⋅106 м/с

1000 м/с
Облако паров бомбы: радиус 2 м, температура 4 млн. К, давление 107 МПа, скорость 1000 км/с. Область горячего воздуха: радиус 34 м, температура 2⋅106 K, давление 13 000 МПа (на самой границе 0 МПа), скорость движения воздуха от центра 1 км/с (не путать со скоростью расширения сферы)[лит 20] (С. 120). Внутренний скачок до 400 ГПа в радиусе 2—5 м. С ростом сферы и падением температуры энергия и плотность потока фотонов снижаются и их пробега (порядка метра) уже не хватает для околосветовых скоростей расширения огневого фронта. 30 м — максимальная высота взрыва 1 Мт, при которой в огненную сферу выбрасывается земля из воронки, выше её воронка образуется только от вдавливания грунта[лит 5] (С. 146).
100 ГПа
1ρ¸
~0,01 мс
~⋅104К
37 м10 тыс. МПаТепловая волна в неподвижном воздухе замедляется[лит 5] (С. 151). Расширяющийся нагретый воздух внутри сферы наталкивается на неподвижный у её границы и начиная с 36—37 м появляется волна повышения плотности — будущая внешняя воздушная ударная волна; до этого она не успевала появиться из-за опережающего вовлечения всё новых масс воздуха в тепловую сферу. Внутренний скачок в радиусе ~10 м с давлением до 100 000 МПа[лит 5] (С. 152).
св. 1млн. K
17 ГПа
1ρ¸
1 м
0,034 мс
~⋅104К
40—43 м700 000 К
0,5 м
2,5-5 тыс. МПа

200 МПа
~1,3ρ¸
5⋅105 м/с

16 000 м/с
Внутренний скачок и пары бомбы находятся в слое 8—12 м от места взрыва, пик давления до 17 000 МПа на расстоянии 10,5 м, плотность в ~4 ρ0, скорость ~100 км/с[лит 4] (С. 159),. Вещество паров бомбы начинает отставать от внутреннего скачка по мере того, как всё больше воздуха в нём вовлекается в движение. Плотные сгустки и струи сохраняют движение со скачком.
Условия как в эпицентре взрыва РДС-6с (400 кт на высоте 30 м)[# 15], при котором образовалась воронка диаметром около 40 м, глубиной 8 м с кривобережным озером и с множеством волновых гребней вокруг (её и сейчас можно видеть[2]). Правда, сильный удар по поверхности в этом случае в значительной степени обеспечило испарённое вещество стальной башни весом ~25 т[лит 21] (С. 36). В 15 м от эпицентра или в 5—6 м от основания башни с зарядом располагался железобетонный бункер со стенами толщиной 2 м (Ближний каземат «БК-2») для размещения научной аппаратуры, сверху укрытый курганообразной насыпью земли толщиной 8 м[лит 22] (С. 559),[лит 23][3] (разрушен?).
900000 K
0,9ρ¸
0,8 м
0,075 мс
~⋅104К
? м3000 МПа

1,5 ρ¸
Основная масса паров бомбы, потеряв давление и отразясь от внутреннего скачка, останавливается и реверсирует обратно к центру, где в это время давление упало ниже ~1000 МПа[лит 5](С. 152).
10000 МПа0,087 мс
~⋅104К
до 50 м4000 МПа

6,2—7ρ¸
Формируется наружная ударная волна: у границы сферы появляется сглаженный, но быстро нарастающий пик подъёма давления; пик давления внутреннего скачка ~10 000 МПа, находящийся в радиусе 25 м, напротив, выполаживается и сравнивается с внешним[лит 5](С. 152). 50 м — максимальная высота взрыва 1 Мт, при которой в земле образуется вдавленная воронка без выброса грунта (?)[лит 5](С. 232), при такой высоте в радиусе 100—150 м от эпицентра грунт прогревается нейтронным и гамма-излучением на глубину ~0,5 м и затем начинает температурное расширение и разлёт[# 16][лит 5](С. 211, 213). Тело человека на таких расстояниях разрушилось бы только от одной проникающей радиации.
до 0,1 мс
~⋅104К
~50 м~0,5—1 млн. К
0,1 м
3-5тыс. МПа

6000 МПа
6,2-7ρ¸
св. 100 км/с

40 км/с
Время и радиус образования внешней ударной волны или внешнего скачка[лит 5] (С. 152),[лит 2] (С. 23). До этого расстояния при надземном взрыве внутренний скачок и взрывное испарение поверхности земли сильнее воздействуют на защищённые объекты, чем поток возмущённого воздуха. ~0,1—0,2 мс переход от радиационного к ударному расширению, ударный фронт в это время представляет собой ударную волну в плазме: впереди идёт тепловая волна, нагревающая и ионизирующая воздух (граница изотермической сферы), а следом её догоняет скачкообразное повышение давления, температуры и плотности. Ширина фронта ударной волны от начала теплового прогрева до конца фазы сжатия быстро сокращается: при 750 000 К ~2 м, а при 500 000 К всего 40 см. Сейчас и до уровня 300 000 К волна носит название сверхкритической: в ней энергия излучения больше, чем энергия движения частиц и её параметры не подчиняются законам обычных ударных волн[лит 10] (С. 398—420).
285—300 тыс. К
10−3—10−4м
? МПа

~10000 МПа
~7ρ¸
80—90 км/с

св. 50 км/с
Критическая температура во фронте ударной волны, при которой давление и плотность излучения примерно равно давлению и плотности вещества; зона прогрева перед фронтом имеет такую же температуру, как и фронт. Далее поток вещества (энергия ударной волны) будет всё более довлеть над потоком излучения — докритическая ударная волна в плазме; внешний скачок отделяется от фронта излучения — явление гидродинамической сепарации[лит 10] (С. 415)[лит 4] (С. 76, 79). Плотность вещества в сфере падает, оно как бы выдавливается запертым излучением из изотермической сферы в ударную волну, увеличивая её плотность и ширину.
0,2 мс
ниже 50000 К
50—55 м160 000 К
3⋅10−5 м
3000 МПа

~10000 МПа
7ρ¸
70 км/с

50 км/с
Рост светящейся сферы далее не может идти за счёт передачи энергии излучением[лит 5] (С. 151), происходит переход от радиационного к ударному расширению, при котором видимое расширение и свечение огненного шара происходит за счёт сжатия воздуха в ударной волне, а излучение изотерм. сферы окончательно заперто. Ударная волна всё меньше ионизирует воздух впереди себя и из-за ухода слоя ионизации, поглощающего свет перед фронтом, наблюдаемая температура шара быстро поднимается, наступает первая фаза свечения или первый световой импульс, длящийся ~0,1 с[лит 5] (С. 25),[лит 1] (С. 79). Пары бомбы, сойдясь в центре, создают давление ~10 000 МПа при среднем давлении в сфере 2—3 тыс. МПа[лит 5] (С. 152), затем они снова разойдутся и распределятся в изотермической сфере.
0,36 мс и далее58—65 м130 000 К2500 МПа

9000 МПа
7,5ρ¸
св. 50 км/с

~45 км/с
С этого момента характер ударной волны перестаёт зависеть от начальных условий ядерного взрыва и приближается к типовому для сильного взрыва в воздухе[лит 5] (С. 152), то есть дальнейшие параметры волны могли бы наблюдаться при взрыве большой массы обычной взрывчатки. Окончательно сформировавшаяся ударная волна имеет температуру, близкую к ~100 тыс. К[лит 2] (С. 21, 22), максимально возможное давление её фронта 2500 МПа[лит 7] (С. 33).
0,5 мс
67 000 К
65 м100 000 К
10−5 м
1600 МПа

6300 МПа
8,9ρ¸
38420 м/с

34090 м/с
Заодно это так называемая сильная ударная волна вплоть до давления 0,49 МПа, в которой скорость потока воздуха за фронтом больше скорости звука в нём[лит 1] (С. 107): сверхзвуковой поток сметает с поверхности все сколько-нибудь возвышающиеся предметы. При температуре фронта 100 000 К эффективная (наблюдаемая) температура 67 000 К, а температура зоны прогрева перед волной 25 000 К[лит 10] (С. 415, 472). В момент 1,4 мс здесь пройдёт внутренний скачок с давлением ~400 МПа.
0,7 мс67 м[лит 1] (С. 35). Наблюдаемая яркостная температура приближается к температуре ударной волны. Пробег света внутри сферы сокращается до сантиметров[лит 13] (С. 454) и далее снова растёт, так как с расширением и уменьшением энергии падает плотность и концентрация ионов, поглощающих фотоны; изотермия сферы продолжается не столько обменом излучением, сколько равномерным её расширением.
1 мс
80 000 К
90 м90 000 К
10−5 м
1400 МПа

5400 МПа
8,95ρ¸
35400 м/с

31400 м/с
Время максимума первого светового импульса[лит 2] (С. 44). При температуре фронта ударной волны ниже 90 000 К волна ионизационного нагрева (20 000 К) прекращает сильное экранирование фронта, наблюдаемая температура ~80 тыс. К[лит 10] (С. 467, 472). С этого момента яркостная температура недалеко от температуры в ударной волне и снижается вместе с ней. Освещённость земной поверхности в эти мгновения на расстоянии 30 км может быть в 100 раз больше солнечной[лит 10] (С. 475)[# 15]. После быстротечного первого импульса немедленно возникает длительный второй, который и воспринимается человеком, как растущая огненная сфера, но об этом ниже.
400 000 K
150 МПа
0,3ρ¸
0,02 м
1,4 мс
60 000 К
110 м60 000 К
10−5 м
700 МПа

2900 МПа
9,2ρ¸
25500м/с
1,5 с
22750м/с
2,4 с
При температуре фронта 65 000 К наружный слой ионизации толщиной меньше 1 мм прогрет до 9000 К[лит 10] (С. 466, 671). Внутренний скачок с давлением ~400 МПа находится в ~70 м (?).
Аналогичная ударная волна в эпицентре взрыва РДС-1 мощностью 22 кт на башне на высоте 30—33 м[# 15] сгенерировала сейсмический сдвиг, разрушивший имитацию тоннелей метро с различными типами крепления на глубинах 10 и 20 м (30 м?), животные в этих тоннелях на глубинах 10, 20 и 30 м погибли[лит 24] (С. 389, 654, 655).
На оплавленной поверхности появилось малозаметное тарелкообразное углубление диаметром около 100 м, а в самом центре воронка диаметром ~10 м, глубиной 1-2 м[лит 25] (С. 641), от здания в 25 м от эпицентра остался мелкий щебень и следы фундамента. Сходные условия были в эпицентре взрыва «Тринити» 21 кт на башне 30 м: образовалась воронка диаметром 80 м и глубиной 2 м, а от башни с зарядом остались торчащие из земли оплавленные железобетонные опоры (см. рис.).
? мc
40 000 К
40 000 К
413 МПа

1850 МПа
10ρ¸
19340 м/с
1,5 с
17410 м/с
2,4 с
Условия эпицентра взрыва Redwing Mohawk 360 кт на башне 90 м[# 15]: на коралловой поверхности осталась воронка глубиной 2,5 м и диаметром 400 м. Частица воздуха, увлечённая с этого места волной, вначале скачком нагревается до 40 000 °C, через 0,002 с с подходом ещё не сильно отставшей горячей изотермич. сферы поднимает температуру до 100 тыс.°C, а затем охлаждается: 0,01 с 70 тыс.°C, 0,1 с 23 000 °C, 0,3 с 10 000 °C, 1 с 5500 °C[лит 2] (С. 34).
3,3 мc
30 000 К
135 м30 000 К
10−4 м
275 МПа

1350 МПа
10,7ρ¸
15880 м/с
1,5 с
14400 м/с
2,4 с
Максимальная высота воздушного взрыва 1 Мт для образования заметной воронки[лит 1] (С. 43).
Внутренний скачок, пройдя всю изотермическую сферу, догоняет и сливается с внешним, повышая его плотность и образуя т. н. сильный скачок — единый фронт ударной волны.
0,004 c
20 000 К
20 000 К165 МПа

840 МПа
11,2ρ¸
12170 м/с
1,5 с
11080 м/с
2,4 с
Частица воздуха с этого места скачком нагревается до 20 000 °C, через 0,02 с охлаждается с падением температуры волны до 15 000 °C, но с подходом уже отставшей изотермич. сферы вновь нагревается до 25 000 °C (0,04 с), и охлаждается: 0,1 с 20 000 °C, 0,25 с 10 000 °C, 0,6 с 10 000 °C[лит 2] (С. 34).
0,006 c
16 000 К
Ахернар
153 м16 000 К
10−3 м
130 МПа

700 МПа
11,7ρ¸
10780 м/с
1,5 с
9860 м/с
2,4 с
Фронт ударной волны искривлён ударами изнутри плотных сгустков паров бомбы: на гладкой и блестящей поверхности шара образуются большие волдыри и яркие пятна (сфера как бы кипит).
200 000 K
50 МПа
0,06ρ˛
0,1 м
0,007 c
13 000 К
190 м13 000 К
10−3 м
100 МПа
1466 МПа
570 МПа
12,2ρ¸
9500 м/с
1,45 с
8700 м/с
2,4 с
В изотермической сфере диаметром ~150 м пробег излучения ~0,1—0,5 м[лит 10] (С. 241), на границе сферы порядка миллиметров[лит 10](С. 474, 480).
0,009 с
11 000 К
215 м11 000 К
0,01 м
70 МПа
980 МПа
380 МПа
11,8ρ¸
8000 м/с
1,43 с
7320 м/с
2,4 с
Аналогичная воздушная ударная волна РДС-1 на расстоянии 60 м (52 м от эпицентра)[# 15] разрушила оголовки стволов, ведущих в имитации тоннелей метро под эпицентром (см. выше). Каждый оголовок представлял собой мощный железобетонный каземат на фундаменте большой опорной площади для удержания оголовка от вдавливания в ствол; сверху укрыт небольшой грунтовой насыпью. Обломки оголовков обвалились в стволы, последние затем раздавлены сейсмической волной[лит 24] (С. 654).
0,01 с
10 000 К
230 м10 000 К
0,3 м
57 МПа

300 МПа
11,4ρ¸
7166 м/с
1,41 с
6537 м/с
2,4 с
Частица воздуха, унесённая волной с этого места, скачком нагревается до 10 000 °C, через 0,05 с охлаждается до 7500 °C, в момент 0,15 с нагревается до 9000 °C, и охлаждается аналогично предыдущим[лит 2] (С. 34).
0,015 c
9500 К
240 м9500 К
0,4 м
50 МПа
644 МПа
250 МПа
11ρ¸
6700 м/с
1,4 с
6140 м/с
2,4 с
В дальнейшем граница изотермической сферы не поспевает за ушедшим с ударной волной воздухом и повторный нагрев частиц больше не наблюдается.
0,02 c
7500 К
275 м7500 К
0,1 м
30 МПа
343 МПа
130 МПа
9,7ρ¸
5200 м/с
1,35 с
4700 м/с
2,4 с
Под действием первого светового импульса немассивные предметы испаряются за несколько десятков—сотню метров до прихода границы огн. сферы («Канатные трюки», см. рис.).
100 000 K
10 МПа
0,02ρ¸
0,5 м
0,028 c
5800 К
Солнце
320 м5800 К
1 м
21 МПа
220 МПа
85 МПа
9,2ρ¸
4400 м/с
1,3 с
3900 м/с
2,4 с
Неровности на поверхности сферы сглаживаются.
Длина пробега квантов света в ударной волне при 6—8 тыс. К составляет 0,1—1 м[лит 10] (С. 480), в изотерм. сфере диаметром ~200 м десятки см[лит 13] (С. 450).
0,03 с
5000 К
330 м5000 К
1 м
17 МПа
180 МПа
66 МПа
8,91ρ˛
3928 м/с
1,27 с
3487 м/с
2,4 с
Длина пробега видимого света в ударной волне при 5000 К вырастает до порядка 1 м, огненный шар перестаёт излучать как абсолютно чёрное тело и сжатый волной воздух больше не светится, сфера продолжает испускать свет от остаточного нагрева, а ударная волна теперь не в плазме. Но при температурах ниже 5000 К из атмосферных азота и кислорода при сжатии и нагреве образуются молекулы NO2, выходящие на первый план в испускании, поглощении света и экранировке внутреннего излучения; полная оптическая толщина слоя диоксида возрастает и внешнее излучение прогрессирующе падает[лит 10] (С. 476, 480, 482, 484).
~0,03—0,2 с5000—1000 К
Интересный момент: ударная волна вдруг теряет визуальную непрозрачность и через насыщенную окисью азота полупрозрачную ударную сферу, как через затемнённое стекло, частично видна внутренность огненного шара:
0,04 с370 м4000 К
10 МПа
94 МПа
33 МПа
7,7ρ¸
3030 м/с
1,25 с
2634 м/с
2,43 с
видны клубы паров бомбы, яркие остатки плотных сгустков, разбившиеся в лепёшку и как бы прилипшие к поверхности ширящейся ударной сферы и более глубокие нагретые и непрозрачные слои; в целом огненный шар в это время похож на фейерверк.
0,06 с420 м3000 К
2 м
7,56 МПа
65 МПа
23 МПа
7,05ρ¸
2500 м/с
1,23 с
2300 м/с
2,43 с
Свободный пробег света в ударной волне при 3000 К около 2 м[лит 10] (С. 480),[лит 13] (С. 449).
Радиус разрушения плотин из земли или камня внаброс[лит 7](С. 68—69).
85 000 K
3 МПа
0,015ρ¸
1-2 м
0,06—0,08 c
2600 К
435 м
1⋅106 Гр
2600 К6,1 МПа

17 МПа
6,67ρ¸
2400 м/с
1,2 с
2041 м/с
2,46 с
Температурный минимум излучения огненного шара, окончание 1-й фазы свечения, выделилось 1—2 % энергии светового излучения[лит 2] (С. 44),[лит 1](С. 80, 81),[лит 10] (С. 484). В этот момент светимость огненного шара гораздо меньше эффективной температуры Солнца. Диаметр изотермической сферы ~320 м.
2300 К5 МПа
40 МПа
13 МПа
6,4ρ¸
2200 м/с
1,1 с
1850 м/с
2,47 с
Неподвижная точка в воздухе испытывает в пределах 1,5 с нагрев до 30 000 °C и падение до 7000 °C, ~5 с удержание на уровне ~6.500 °C и снижение температуры за 10—20 с по мере ухода огненного шара вверх[# 17].
50 000 К
0,015ρ¸
0,08—0,1 c530 м2000 К4,28 МПа

10 МПа
6,1ρ¸
2020 м/с
1,05 с
1690 м/с
2,48 с
Ударная волна уходит от границы огненного шара, скорость роста его заметно снижается[лит 1] (С. 80, 81). Новые молекулы NO2 во фронте больше не появляются, слой диоксида азота переходит из волны в огн. шар и перестаёт экранировать излучение[лит 10] (С. 484).
50 000 К
—1800 К
0,1 с—1 мин.ниже
2000 К
По мере увеличения прозрачности и роста длины пробега света в плазме, интенсивность свечения возрастает и детали как бы снова разгорающейся сферы становятся невидны. Видимая температура опять растёт, наступает 2-я фаза свечения, менее интенсивная, но в 600 раз более длительная. Процесс освобождения излучения напоминает окончание эры рекомбинации и рождение света во Вселенной через несколько сотен тысяч лет после Большого взрыва.
0,15 c580 м
~1⋅105 Гр
1450 К2,75 МПа

5,8 МПа
5,4ρ¸
1630 м/с
1 с
1330 м/с
2,5 с
С приходом фронта волны скачкообразный подъём температуры до 1200 °C, затем в течение 1 с нагрев до 15 000 °C и снижение до 5000 °C, ~5 с удержание и снижение T за 10—20 с[# 17].
0,2 с1150 К
246 дБ
2 МПа

3,7 МПа
5ρ¸
1400 м/с
0,9 с
1100 м/с
2,55 с
Минимальное давление ударной волны 2 МПа для выброса грунта[лит 26](С. 88).
0,25 c630 м
4⋅104Гр
1000 К1,5 МПа

~2,3 МПа
4,6ρ¸
1200 м/с
0,9 с
900 м/с
2,6 с
Здесь через 0,25 с будет граница роста изотерм. сферы. Нагрев неподвижной точки: скачком до 1300 °C, через 0,7 с до 4000 °C, 1—4 с ~3000 °C, 7 с 2000 °C, 10 с 1000 °C, 20 с 25 °C[# 17].
0,4 c800 м
20 000 Гр
787 К1 МПа
5,53 МПа
1,5 МПа
3,94ρ¸
1040 м/с
0,87 с
772 м/с
2,7 с
Нагрев до 3000 °C[# 17]. В эпицентре при отражённой волне 5 МПа предел прочности подземных сооружений метро. Условия эпицентра взрыва Teapot Bee 8 кт на мачте 152 м[# 15], когда от мачты остался оплавленный скрюченный обрубок.
920 мМаксимальная высота взрыва (919 м +/-30 %), при которой будет местное выпадение радиоактивных осадков[лит 1] (С. 82)
30 000 K
~1 %ρ¸
3 м
0,51 c1000—1100 м
10 000 Гр
~20 000 кДж/м²
650 К0,7 МПа
3,5 МПа
0,86 МПа
3,5ρ¸
888 м/с
0,82 с
630 м/с
2,8 с
Здесь через неск. сек. будет граница роста огненого шара[лит 1] (С. 81, 82)[лит 20] (С. 111),[лит 27] (С. 107),[лит 8] (С. 107). Изотермическая сфера радиусом ~600 м с потерей тепла начинает разрушаться.
Нагрев до 800—850 °C на 5 с[# 17]. Эквивалент эпицентра взрыва Царь-бомбы 58 Мт на высоте 4 км[# 15], но давление ударной волны у поверхности было несколько меньше из-за пониженной плотности воздуха на такой высоте взрыва.
17 000 K
0,2 МПа
0,01ρ¸
10 м
0,7 c1150 м
~5000 Гр
552 К0,5 МПа
2,2 МПа
0,5 МПа
3,1ρ¸
772 м/с
0,85 с
518 м/с
2,85 с
Граница распространения сильной ударной волны: со снижением давления фронта ниже 0,49 МПа давление скоростного напора становится ниже давления фронта и далее ударная волна носит название «слабой»[лит 1] (С. 107), здесь также лежит граница резкого понижения плотности воздуха после прохода волны[лит 27] (С. 89). При падении температуры в огненном шаре ниже 20 000 К вещества паров бомбы соединяются с кислородом и образуют окислы[лит 28] (С. 32).
0,75 c1200 м552 К0,45 МПа
1,9 МПа
0,42 МПа
3ρ¸
740 м/с
1,12 с
486 м/с
3,6 с
При высоте взрыва 1200 м в летних условиях перед приходом ударной волны нагрев приземного воздуха толщиной от 10 до 1,5 м в эпицентре до 900 °C, в 1 км 650 °C, в 2 км ~400 °C; 3 км 200 °C; 4 км ~100 °C[лит 6] (С. 154).
0,81 c1250 м453 К0,4 МПа
1,64 МПа
0,36 МПа
2,82ρ¸
707 м/с
0,9 с
453 м/с
2,87с
При давлении фронта ниже 0,35—0,4 МПа скорость напора становится ниже скорости звука в волне, уменьшается сопротивление обтекания встречных предметов[лит 12] (С. 35) и в дальнейшем падает толкающая сила скоростного напора. Полное разрушение подземных кабельных линий, водопроводов, газопроводов, канализации, смотровых колодцев (отраж. волна 1,5 МПа)[лит 12] (С. 11),[лит 3].
0,9 c
8—10 тыс. К
Сириус
1300 м417 К0,35 МПа
1,36 МПа
0,28 МПа
2,7ρ¸
672 м/с
0,92 с
417 м/с
2,9 с
Максимум яркости второй фазы свечения сферы, радиус её в это время 875 м; к этому моменту она отдала ~20 % всей световой энергии[лит 2] (С. 44),[лит 1] (С. 81, 351, 355). С выростом длины пробега света обнажаются всё более глубокие слои нагретой сферы, скопом высвечивающие свою оставшуюся энергию в пространство; то есть сияние исходит изнутри и снаружи одновременно.
Эквивалент эпицентра взрыва РДС-37 1,6 Мт на высоте 1550 м[# 15], в эпицентре хорошо показали себя убежища типа метро на глубинах от 10 до 50 м, животные в них остались целы[4].
15 000 К
0,115 МПа
1,13 с1400 м455 К0,3 МПа
1,12 МПа
0,22 МПа
2,5ρ¸
635 м/с
0,96 с
378 м/с
2,9 с
После второго максимума сфера ещё немного подрастает, но яркостная температура её начинает необратимое снижение: шар, переходящий в купол, а затем в облако, в течение ~1 минуты с падением температуры меняет цвет, как показано во втором столбце.
1500 м445 К0,28 МПа
1,05 МПа
0,2 МПа
2,4ρ¸
625 м/с
1 с
370 м/с
3 с
Давление в сфере снижается до атмосферного. В этом радиусе нагрев точки в воздухе до 200 °C[# 17].
12 000 K
0,015ρ¸
20 м
1,4 c1600 м
500 Гр
433 К0,26 МПа
0,96 МПа
0,17 МПа
2,3ρ¸
605 м/с
1,1 с
350 м/с
2,8 с
На расстоянии 1,6 км от центра воздушного взрыва 1 Мт человек в бетонном убежище с толщиной перекрытия 73 см получит смертельное лучевое поражение, необходима толщина защиты 120 см бетона или 30 см стали[лит 1] (С. 16, 364).
0,1 МПа1,6 с1750 м
70 Гр
405 К
200 дБ
0,2 МПа
0,666 МПа
0,11 МПа
2,1ρ¸
555 м/с
1,2 с
287 м/с
2,8 с
Условия по ударной волне близки к условиям в районе эпицентра взрыва в Нагасаки (~21 кт на высоте ~500 м)[# 15]. Эквивалент района эпицентра взрыва в Хиросиме (13—18 кт на высоте 580—600 м)[# 15] для 1 Мт будет при высоте 2250 м; при давлении во фронте 0,1 МПа давление отражённой волны в эпицентре ~0,3 МПа[лит 29] (С. 28)[лит 11] (С. 191). Если бы здесь был эпицентр, отражённая волна 0,7 МПа разрушила бы отдельно стоящие убежища, рассчитанные на 0,35 МПа (близко к типу А-II или классу 2 0,3 МПа)[лит 30][лит 9] (С. 114).
1,8 c
7000 К
1900 м370 К
199 дБ
0,18 МПа
0,57 МПа
0,09 МПа
2ρ¸
537 м/с
1,3 с
268 м/с
2,7 с
Огненная сфера достигает почти максимального диаметра 1,9 км и на 3 секунды зависает в километре от поверхности, продолжая расширяться больше вверх и в стороны. Давление внутри становится ниже 1 атм.
(~5000 К)
1—0,85 атм
2 с2000 м
50 Гр
~15 000 кДж/м²
0,16 МПа
0,49 МПа
0,07 МПа
1,9ρ¸
519 м/с
1,7 с
247 м/с
3,2 с
Эпицентр. В летних условиях перед приходом ударной волны нагрев приземного воздуха толщиной 9—12 м в эпицентре до 2100 °C, в радиусе 1 км 1000 °C, в 2 км св. 300 °C[лит 5] (С. 180). В рассматриваемых ниже зимних условиях нагрев воздуха значительно меньше, но взамен складываются наилучшие условия для отражения и распространения ударной волны.
Условия
в облаке
[# 1]
Время
Ярк-ть
и цвет
облака
Радиус Радиац. Световой импульсУСЛОВИЯ

Темп-ра
Звук[# 18]
В УДАРНОЙ

Давление Плотность
ВОЛНЕ

Скорость Время→
С этого момента отсчёт расстояния идёт по поверхности земли от точки эпицентра взрыва на высоте 2 км.
2 с0 м
50 Гр
~15 000 кДж/м²
198-207дБ0,16⇒0,49 МПаВ радиусе от 0 до 2000 м — зона регулярного отражения[лит 9](С. 25) или ближняя зона[лит 31] (С. 29), в которой волна падает отвесно, отражается и давление у поверхности приближается к давлению отражения. Разрушение убежищ, рассчитанных на 200 кПа (тип А-III или класс 3) (0,5 МПа)[лит 30][лит 3]. Молниеносная форма лучевой болезни (50 Гр и выше)[лит 3], 100 % летальность в течение 6—9 суток только от радиации[лит 32](С. 69). Электромагнитный импульс имеет напряжённость электрического поля 13 кВ/м[лит 9](С. 39).
700 м197-206дБ0,14⇒0,4МПаКогда волна приходит не перпендикулярно, то на высокие наземные сооружения действуют два удара: первый сверху — фронт падающей волны (0,14 МПа), через несколько сотых долей секунды второй — отражённая от земли волна (до 0,4 МПа), идущая под углом вверх[лит 1](С. 10, 144). На подземные сооружения будет действовать один удар отражения.
Разрушение ленточных фундаментов жилых зданий 0,4 МПа[лит 11] (С. 11) (не говоря уже о наземной их части). Слабое разрушение отдельно стоящих убежищ, рассчитанных на 0,35 МПа[лит 9](С. 114),[лит 3].
1000 м196-205дБ0,12⇒0,35 МПаВероятность гибели человека от первичного действия ударной волны около 50 %[# 19] (0,314—0,38 МПа)[лит 1] (С. 541)(0,32 МПа)[лит 33] (С. 307), практически у всех порваны барабанные перепонки (0,28-0,31 МПа)[лит 1] (С. 541).
3 с1500 м194-204дБ0,1⇒0,3МПа0,3 МПа — расчётное давление ударной волны для проектирования конструкций и защитных устройств подземных сооружений линий глубокого заложения метрополитена[лит 34]. Полное разрушение металлических и ж/б мостов пролётом 30—50 м 0,2—0,3 МПа[лит 3],[лит 12] (С. 27), полное разрушение убежищ в подвальных помещениях многоэтажных зданий (0,17—0,3 МПа)[лит 29] (С. 12),[лит 11] (С. 11), сильное и полное разрушение железнодорожных путей (0,2—0,5 МПа), слабое разрушение смотровых колодцев канализации и водопровода, кабельных подземных линий (0,2—0,4 МПа)[лит 12] (С. 27),[лит 3].
2000 м191-200дБ0,08⇒0,2МПа
Полное разрушение[# 20] бетонных, железобетонных монолитных (малоэтажных) и сейсмостойких зданий (0,2 МПа)[лит 29] (С. 26),[лит 3]. Давление 0,12 МПа и выше — вся городская застройка сливается в сплошные завалы высотой 3—4 м[лит 12](С. 276),[лит 35] (С. 60). Полное разрушение встроенных убежищ, рассчитанных на 50 кПа (0,125 МПа). Человек получает баротравму лёгких средней тяжести (0,15—0,2 МПа)[лит 33] (С. 206).
4,6 c

5-6 тыс. К
Солнце
2100 м
20 Гр
365 К
195 дБ
0,11 МПа
0,34 МПа
0,04 МПа
2,1ρ¸
470 м/с
1,75 с
180 м/с
3 с
При высоте взрыва 2 км начиная от радиуса 2000 м — зона нерегулярного отражения[лит 9](С. 25): ударная волна падает под углом 45 °, фронт отражённой волны догоняет падающую и у поверхности образуется головная ударная волна, идущая параллельно земле — эффект или волна Маха[лит 1](С. 112)[лит 35](С. 30). Указанное в 5-й строчке давление отражения теперь реализуется при ударе волны Маха о перпендикулярную неразрушаемую стенку.
Отражённая от эпицентра ударная волна достигает начавшую подниматься огненную сферу.
(7 500 К)

0,02ρ˛
~100 м
5 с2230 м
~10 Гр
353 К
194 дБ
0,1 МПа
0,275 МПа
0,03 МПа
1,63ρ¸
460 м/с
2 с
174 м/с
2,9 с
Опасные поражения[# 19] человека ударной волной (0,1 МПа и более)[лит 3][лит 11] (С. 12). Разрыв лёгких ударной[лит 1] (С. 540) и звуковой волной[лит 36], 50%-я вероятность разрыва барабанных перепонок (0,1 МПа)[лит 33] (С. 206). Крайне тяжёлая острая лучевая болезнь, по сочетании травм 100 % летальность в пределах 1—2 недель[лит 32](С. 67—69),[лит 37][лит 3]. Некоторые люди внутри зданий при давлении ударной волны 0,1—0,14 МПа могут выжить (наблюдения в Хиросиме)[лит 1] (С. 612)[# 21]. Безопасное нахождение в танке[лит 35], в укреплённом подвале с усиленным ж/б перекрытием[лит 11][лит 38](С. 238) и в большинстве убежищ Г. О. Разрушение грузовых автомобилей[лит 3]. 0,1 МПа — расчётное давление ударной волны для проектирования конструкций и защитных устройств подземных сооружений линий мелкого заложения метрополитена[лит 34].
(4000 К)
0,9-0,8 атм
2550 м
3 Гр
347 К
193 дБ
0,09 МПа

0,025 МПа
450 м/с
2,15 с
160 м/с
2,95 с
Отражённая волна прокатывается по огненной области: шар приплющивается, подминается снизу и ускоряет подъём, причём центральная и более нагретая часть поднимается быстрее, а окраинные и холодные части медленнее; пустая изотермическая полость в сфере схлопывается преимущественно вверх, образуя быстрый восходящий поток над эпицентром — будущую ножку гриба.
Полное разрушение[# 20] железобетонных зданий с большой площадью остекления 0,09-0,1 МПа[лит 3]. На расстояниях свыше 2,5 км (давление <0,1 МПа) в сильный дождь и туман давление ударной волны может упасть на 15—30 %; снегопад почти не влияет на волну[лит 5] (С. 183).
2800 м
1 Гр
8000кДж/м²
341 К
192 дБ
0,08 МПа
0,21 МПа
0,02 МПа
439 м/с
2,2 с
146 м/с
3,15 с
В мирных условиях и своевременном лечении люди, получившие дозу 1—1,6 Гр имеют неопасное лучевое поражение[лит 3][лит 11] (С. 67), но при сопровождающих катастрофу антисанитарии и тяжёлых физических и психологических нагрузках, отсутствии медицинской помощи, питания и нормального отдыха около половины оказавшихся вне укрытий погибают только от радиации и сопутствующих заболеваний[лит 37] (С. 52), а по сумме повреждений (плюс травмы, ожоги, завалы) в зоне свыше 0,08 МПа гибнут 98 %[лит 39]. Давление менее 0,1 МПа — городские районы с плотной застройкой превращаются в сплошные завалы[лит 12] (С. 28). Полное разрушение[# 20] деревоземляных ПРУ, рассчитанных на 30 кПа (0,08 МПа). Среднее разрушение[# 22] сейсмостойких зданий (0,08—0,12) МПа[лит 3]. Корабль (пароход) получает сильные повреждения и теряет подвижность (0,08—0,1 МПа)[лит 9] (С. 114)[лит 1] (С. 256), но остаётся на плаву.
2900 м335 К
191 дБ
0,07 МПа
0,18 МПа
0,015 МПа
1,46ρ¸
430 м/с
2,33 с
160 м/с
3,2 с
Сфера перешла в огненный купол, в нём после схлопывания пустой полости раскалённые газы заворачиваются в торообразный вихрь, сохраняющийся до конца подъёма гриба; горячие продукты взрыва локализуются в верхней части купола[лит 6]. Область 0,07 МПа — радиус зоны сильного запыления после взрыва (широкого основания ножки «гриба»)[лит 20](С. 117).

Обрушение дымовых труб с толщиной ж/б стен 20 см (0,07 МПа)[лит 40](С. 136, 137). Полное разрушение[# 20] подвалов без усиления конструкций (0,075 МПа), слабое разрушение встроенных убежищ, рассчитанных на 0,05 МПа (0,075 МПа)[лит 3].

3200 м329 К
190 дБ
0,06 МПа
0,15 МПа
0,01 МПа
1,4ρ¸
416 м/с
2,5 с
115 м/с
3,3 с
Купол, переходящий в облако, как пузырь всплывает вверх, увлекая за собой столб из дыма и пыли с поверхности земли: начинает расти характерный взрывной гриб. Столб запылённого воздуха (ножка гриба) не достаёт до облака и весь подъём тянется за ним отдельно, пыль с земли не смешивается с продуктами реакции. Скорость ветра у поверхности к эпицентру ~100 км/ч. Тяжёлые поражения[# 23] человека ударной волной (0,06—1 МПа)[лит 11] (С. 12),[лит 3]. Полное разрушение водонапорных башен (0,06—0,07 МПа)[лит 12] (С. 27),[лит 3].
3600 м
~0,05 Гр
323 К
188 дБ
0,05 МПа
0,12 МПа
0,008 МПа
1,33ρ¸
404 м/с
2,65 с
99,2 м/с
3,5 с
Неопасная доза радиации[лит 3][лит 11]. Люди и предметы оставляют «тени» на асфальте[лит 1]. Полное разрушение[# 20] административных многоэтажных каркасных (офисных) зданий (0,05—0,06 МПа), укрытий простейшего типа; сильное[# 22] и полное разрушение массивных промышленных сооружений 0,05—0,1 МПа[лит 29](С. 26),[лит 11](С. 11),[лит 12] (С. 27), [лит 3]. Практически вся городская застройка разрушена с образованием местных завалов (один дом — один завал)[лит 12] (С. 246), отдельные обломки отбрасываются до 1 км[5]. Полное разрушение легковых автомобилей. Полное уничтожение леса (0,05 МПа и более)[лит 35] (С. 60), район выглядит так, будто там ничто не росло[лит 41]. В зоне с этим радиусом 75 % убежищ сохраняется[лит 9] (С. 44). Разрушения аналогичны землетрясению 10 бал.
4300 м316 К
186 дБ
0,04 МПа
0,09 МПа
0,0052 МПа
1,26ρ¸
392 м/с
2,8 с
82 м/с
3,65 с
Средние поражения[# 24] человека ударной волной (0,04—0,06 МПа)[лит 3],[лит 11] (С. 12). Полное разрушение[# 20] складов, немассивных промышленных зданий 0,04—0,05 МПа; сильное разрушение[# 25] многоэтажных железобетонных зданий с большой площадью остекления 0,04-0,09 МПа и административных зданий 0,04—0,05 МПа[лит 3].
8—10 сОкончание эффективного времени второй фазы свечения, выделилось ~80 % суммарной энергии светового излучения[лит 1] (С. 355). Оставшиеся 20 % неопасно высвечиваются до конца первой минуты с непрерывным понижением интенсивности, постепенно теряясь в клубах облака. Дальнейшие по времени разрушительные воздействия связаны с уходящей ударной волной и разгорающимися пожарами, а ядерный гриб атмосферного взрыва, несмотря на грандиозный и устрашающий вид, становится практически безвредным, если не считать опасность пролёта сквозь него на самолёте[лит 40] (С. 242).
~3500 К10 с
~3000 К
4600 м
4000кДж/м²
313 К
185 дБ
0,035 МПа

0,004 МПа
1,23ρ¸
386 м/с
3,15 с
73 м/с
3,8 с
Огненный купол превращается в огненное облако, с подъёмом растущее в объёме; скорость подъёма ~300 км/ч. На расстоянии 5 км от эпицентра высота фронта волны Маха 200 м.
Радиус начала повреждений барабанных перепонок ударной волной (0,035 МПа[лит 1] (С. 541), 0,034—0,045 МПа[лит 33] (С. 206)). В радиусе давления 0,035—0,08 МПа 50 % людей гибнут, 40 % получают ранения, 10 % остаются невредимы[лит 39]. В Хиросиме в радиусе давления 0,035 МПа (1,6 км) до 90 % людей (учащиеся) на улице погибли и пропали без вести, а среди находившихся в разных укрытиях выжили 74 %. Автомобиль получает большие вмятины, разбивание стёкол и выбивание дверей, но может остаться на ходу (0,035 МПа)[лит 1] (С. 35, 92, 247, 612). Разрушение укрытий простейшего типа (0,035—0,05 МПа)[лит 11] (С. 11).
~5 с—
1 мин.
В случае взрыва во влажной атмосфере за фронтом ударной волны, в области разрежения и охлаждения, появляются конденсационные облака (эффект камеры Вильсона)[лит 1](С. 52) в виде расширяющегося купола, кольца, системы колец, полос или просто облаков, окружающих растущий «гриб» и постепенно исчезающих. Эти образования являются позже максимума свечения и практически не ослабляют опасный световой импульс. На 10—15-й секунде они могут полностью закрыть взрыв и образовать туманный купол, который из-за яркой внутренней подсветки сам становится похож на огненный шар гораздо большего масштаба, чем есть на самом деле.
5300 м
3000кДж/м²
310 К
184 дБ
0,03 МПа
0,066 МПа
0,003 МПа
1,21ρ¸
380 м/с
3,3 с
63 м/с
3,9 с
Радиус ожогов третьей-четвёртой степени в зимней одежде (2093 кДж/м² и выше)[лит 3]. При взрыве 0,5 Мт отброс ударной волной 0,03 МПа человека весом 80 кг стоя: 18 м с начальной скоростью 29 км/ч, лёжа: 1,3 м и 11 км/ч[лит 6](С. 229). В случае падения головой о твёрдое препятствие со скоростью 25 км/ч и выше 100%-я гибель, телом со скоростью 23 км/ч и выше — порог летальности[лит 33] (С. 287, 288). Полное разрушение[# 20] многоэтажных кирпичных домов 0,03—0,04 МПа, панельных домов 0,03—0,06 МПа, сильное разрушение[# 25] складов 0,03—0,05 МПа, среднее разрушение[# 22] каркасных административных зданий 0,03—0,04 МПа, слабое разрушение деревоземляных противорадиационных укрытий, рассчитанных на 0,03 МПа (0,03—0,05 МПа)[лит 11](С. 11),[лит 29](С. 26),[лит 12](С. 27),[лит 3]. Разрушения аналогичны землетрясению 8 баллов. Безопасно почти в любом подвале[лит 11].
15 с6400 м
2000кДж/м²
307 К
182 дБ
0,025 МПа

0,0021 МПа
1,17ρ¸
374 м/с
3,5 с
54 м/с
4 с
На огненном облаке появляются тёмные пятна.
Ожоги второй—третьей степени в зимней одежде (1675—2093кДж/м²)[лит 7] (С. 238), без учёта ожогов пламенем горящей одежды и пожаров вокруг. Люди и предметы оставляют «тени» на вспузыренной окрашенной поверхности (до 1675 кДж/м²)[лит 1] (С. 335). Слабое разрушение[# 26] сейсмостойких зданий 0,025—0,035 МПа[лит 3]. На первых километрах выживший после взрыва человек будет плохо понимать, что происходит вокруг из-за поражения слуха и сотрясения мозга ударной волной.
7500 м
1500кДж/м²
303 К
180 дБ
0,02 МПа
0,042 МПа
0,0014 МПа
1,14ρ¸
367 м/с
3,7 с
44 м/с
4,2 с
«Гриб» вырос до 5 км (3 км над центром взрыва), скорость подъёма 480 км/час[лит 1] (С. 38).
Радиус ожогов первой степени в зимней одежде (1465—1675 кДж/м²)[лит 7] (С. 238). Лёгкие поражения[# 27] человека ударной волной (0,02—0,04 МПа)[лит 3],[лит 11](С. 12). Полное разрушение[# 20] деревянных домов (0,02—0,03 МПа), сильное разрушение[# 25] кирпичных многоэтажных домов (0,02—0,03 МПа), среднее разрушение[# 22] кирпичных складов (0,02—0,03 МПа), многоэтажных железобетонных 0,02—0,04МПа, панельных (0,02—0,03 МПа) домов; слабое разрушение[# 26] административных каркасных зданий (0,02—0,03 МПа), массивных промышленных сооружений (0,02—0,04 МПа), подвалов без усилений несущих конструкций[лит 11](С. 11),[лит 12](С. 27)[лит 29](С. 26),[лит 3]. Воспламенение автомобилей[лит 3]. В радиусе 7,5 км в лесном массиве повалено до 90 % деревьев, район практически непроходим[лит 8] (С. 259). Разрушения аналогичны землетрясению 6 бал., урагану 12 бал. до 39 м/с.
25 с10 000 м
800кДж/м²
300 К
178 дБ
0,015 МПа

0,0008 МПа
1,1ρ¸
360 м/с
4 с
33 м/с
4,4 с
Граница района многочисленных травм от падения и от летящих обломков и осколков стекла (0,014 МПа и более)[лит 1] (С. 624). Ожоги третьей—четвёртой степени в летней одежде (св. 630 кДж/м²)[лит 3], ожоги третьей степени в демисезонной одежде[лит 7] (С. 238). В радиусе 0,014—0,035 МПа 5 % гибнут, 45 % травмируются, 50 % невредимы[лит 39]. Среднее разрушение[# 22] малоэтажных кирпичных домов 0,015—0,025 МПа[лит 3][лит 12](С. 27). В радиусе 9,5 км повалено около 30 % деревьев, лесной массив проходим только пешеходами[лит 8] (С. 259).
12 300 м298
176 дБ
0,012 МПа

0,0005 МПа
356 м/с

26 м/с
Вся масса облака вращается огненным кольцом. Если взрыв произошёл над морем, то гриб-облако будет висеть в воздухе без пылевого столба. Ударная волна 0,012 МПа может перевернуть дом-прицеп (жилой трейлер)[лит 1] (С. 215). В радиусе 12 км лесной массив теряет немного деревьев и поломаны ветви, район проходим автотранспортом[лит 1] (С. 171).
13 300 м
500кДж/м²
У гриба может появиться «юбочка» из конденсата паров воды в потоке тёплого воздуха, веером затягиваемого облаком в холодные верхние слои атмосферы. В дальнейшем этот паровой конус сливается с пылевым столбом и сам становится ножкой гриба.
Радиус ожогов третьей степени открытой кожи (500 кДж/м² и выше), ожоги второй степени в летней и межсезонной одежде (420—630 кДж/м²)[лит 7] (С. 238),[лит 3].
14 300 м296 К
174 дБ
0,01 МПа
0,02 МПа
0,00034МПа
1,07ρ¸
354 м/с

23 м/с
«Гриб» вырос до 7 км (5 км от центра)[лит 1] (С. 39); огненное облако светит всё слабее.
Воспламеняется бумага, тёмный брезент. Зона сплошных пожаров, в районах плотной сгораемой застройки возможны огненный шторм, смерч (Хиросима, «Операция Гоморра»). Слабое разрушение[# 26] панельных зданий 0,01—0,02 МПа[лит 3]. Вывод из строя авиатехники и ракет 0,01—0,03 МПа. Разбиты 100 % оконных стёкол (0,01 МПа и выше)[лит 26] (С. 195). Разрушения аналогичны землетрясению 4—5 баллов, шторму 9—11 балов V = 21—28,5м/с[лит 3].
~15 000 м
375кДж/м²
Радиус ожогов второй—третьей степени открытых частей тела и под летней одеждой (375 кДж/м² и выше), первой степени в демисезонной одежде[лит 7] (С. 238),[лит 3]. Зона давления 0,01 МПа — внешняя граница очага поражения по ударной волне для незащищённого человека[лит 9] (С. 44),
17 000 м172 дБ0,008 МПа
0,00022МПа
1,06ρ¸
351 м/с

19 м/с
В радиусе давления 0,007—0,014 МПа 25 % людей травмируются, 75 % невредимы[лит 39]. Среднее разрушение[# 22] деревянных домов 0,008—0,012 МПа. Слабое разрушение[# 26] многоэтажных кирпичных зданий 0,008—0,010 МПа[лит 3],[лит 12] (С. 27).
40 с20 000 м
250кДж/м²
170 дБ0,006 МПа
0,00012МПа
1,042ρ¸
349 м/с

14 м/с
Скорость роста гриба 400 км/ч[лит 1] (С. 93). Радиус ожогов первой степени в летней одежде (250 кДж/м² и выше). Слабое разрушение[# 26] деревянных домов 0,006—0,008 МПа[лит 12] (С. 27,)[лит 3].
21 300 м
200кДж/м²
К концу минуты на облаке исчезают последние светящиеся пятна[лит 18] (С. 56). Радиус ожогов первой степени открытой кожи (200 кДж/м² и выше)[лит 3] — в пляжной одежде выход из строя и возможна гибель. Исписанный лист бумаги выгорает, в то время как чистый лист остаётся цел (210 кДж/м²)[лит 1](С. 336, 554).
~1800 К1 мин.22 400 м
150кДж/м²
293 К
168 дБ
~0,005 МПа

9⋅10−5МПа
1,03ρ¸
347 м/с

12 м/с
"Гриб" поднялся до 7 км от центра взрыва. Через минуту с падением температуры газов ниже 1800 К облако окончательно перестаёт излучать свет[лит 1] (С. 35),[лит 10] (С. 477), и теперь, при сухой погоде может иметь красноватый, рыжеватый или коричневый оттенок из-за содержащихся в нём окислов азота[лит 10] (С. 436),[лит 18] (С. 64),[лит 28] (С. 31), чем будет выделяться среди других облаков. Если же взрыв состоялся при высокой влажности, то облако будет белым или желтоватым.
Разрушение армированного остекления[лит 3]. Корчевание больших деревьев (вне лесных массивов). Зона отдельных пожаров.
1,5 мин.32 км
60 кДж/м²
291 К
160 дБ
~0,002 МПа

1⋅10−5 МПа
343 м/с

5 м/с
"Гриб" поднялся до 10 км, скорость подъёма ~220 км/час[лит 1] (С. 38). Выше тропопаузы облако развивается преимущественно в ширину[лит 1] (С. 39).

Максимальный радиус поражения незащищённой чувствительной электроаппаратуры электромагнитным импульсом[лит 3]. Разбиты почти все обычные и часть армированных стёкол в окнах[лит 3][лит 11] (С. 11) — может быть фатально морозной зимой плюс возможность порезов летящими осколками. Ближе этого радиуса человек не услышит грохот взрыва из-за вре́менной потери слуха от ударной волны (0,002 МПа и более)[лит 33] (С. 206), 160 дБ — звук выстрела из ружья калибра 7,7 мм близко от уха[лит 36]

2 мин.40 км289 К
154 дБ
0,001 МПа

3⋅10−6 МПа
341 м/с

2,34 м/с
Скорость роста гриба ~200 км/ч, скорость воздуха в столбе невысоко от земли 460 км/ч[лит 1] (С. 94), столб движется уже не столько от начального импульса, сколько от движения ветров к эпицентру и выдавливания воздуха вверх (типа кумулятивного эффекта). Среднее разрушение обычного и слабое разрушение армированного остекления[лит 3]. Разбиты 1 % всех стёкол или 2 стекла на 10 человек[лит 26] (С. 195). Звук ударной волны 150 дБ соответствует шуму при взлёте ракеты Сатурн-5 или Н-1 на расстоянии 100 м[лит 36].
2,5 мин.48 км289 К
143 дБ
0,00028 МПа
Возможно выбивание стёкол в окнах[лит 1] (С. 128, 621) 0,02 % от общего числа[лит 26] (С. 196). Звук 140—150 дБ — шум рядом со взлетающим самолётом, 140 дБ — максимальная громкость на рок-концерте.
4 мин.85 км
40 кДж/м²
289 К
130 дБ
менее 0,0001МПаменее
341 м/с
С этого расстояния при хорошей видимости выросший и зависший на 2—3 секунды перед началом подъёма огненный шар похож на большое неестественно яркое белое Солнце у горизонта, а в момент первого максимума (0,001 с) вспышка в 30 раз ярче полуденного светила[лит 1](С. 34),[лит 8](С. 25), может вызвать ожог сетчатки глаз[лит 3], прилив тепла к лицу[лит 18](С. 423). Подошедшая через 4 минуты ударная волна, если её направление совпадает с ветром, может сбить с ног человека, побить стёкла в окнах и поломать непрочные конструкции (как было на испытании РДС-37[лит 23]). В общем же случае она теряет оглушающую и разрушающую силу и вырождается в громоподобный звук, слышимый за сотни километров.
«Гриб» поднялся свыше 16 км, скорость подъёма ~140 км/час[лит 1] (С. 38).
8 мин.165 км288 К340 м/с
Вспышка не видна за горизонтом, зато видно сильное зарево и затем огненное облако. Выросший «гриб» на таком расстоянии на пределе видимости, он прекращает подъём, его высота 18—24 км, из них облако 9 км в высоту и 20—30 км в диаметре[лит 1] (С. 39, 94),[лит 35] (С. 48),[лит 11] (С. 23), своей широкой частью оно «опирается» на тропопаузу[лит 1] (С. 41). Ветер к эпицентру утихает, пылевой столб высотой ок. 10 км останавливается и начинает распад и осаждение.
20 мин.410 км340 м/с
На таком расстоянии виден только отблеск на небе; звук взрыва не слышен, но пройдёт беззвучная воздушная волна (наподобие волны в океане), уходящая ещё на многие тысячи км[лит 42] (С. 67). Через 20 минут в облаке прекращается тороидальное вращение[лит 28] (С. 31). Вес водяного пара, заброшенного в стратосферу, порядка нескольких десятков тысяч тонн[лит 28] (С. 31). Осевший столб накрывает пылью район протяжённостью в несколько километров[6]. Грибовидное облако наблюдается около часа или более, пока не развеется ветрами и не перемешается с обычной облачностью[лит 1] (С. 40).
Условия в сфере: темп-ра давление
плотность пробег света
[# 1]
Время
[# 2]

Ярк-ть и цвет вспыш- ки
[# 3]
Рассто-
яние
[# 4]

Радиац.
[# 5]
Световой импульс
[# 6]
УСЛОВИЯ
Темпера- тура
[# 8]
Пробег света
[# 9]
Звук
[# 18]
В УДАРНОЙ
Давление фронта
[# 10]
отражения напора
[# 11]
Плотность
[# 12]
ВОЛНЕ
Скорость фронта Время⊕
[# 13] Скорость напора Время⇒
[# 14]
Примечания[# 7]
Примечания

Примеры эффектов ядерного взрыва на различных расстояниях

Примеры составлены из информации многих источников и могут иногда не совпадать и противоречить друг другу.

Время взрыва

Время взрыва — период от начала ядерных реакций до начала расширения вещества заряда[лит 1] (С. 21). С началом расширения цепные реакции быстро прекращаются и заканчивается основной выход энергии, вклад остаточных реакций незначителен.

Самое короткое время взрыва будет у одноступенчатого ядерного заряда с управляемым усилением деления (0,03—0,1 микросекунда), а самое длинное — в десятки и сотни раз больше — у многоступенчатых термоядерных зарядов большой мощности (несколько микросекунд)[лит 5] (С. 17, 18).

Для примера рассмотрим взрыв заряда в дизайне Теллера-Улама, вариант с пенополистирольным заполнением:

Первая ступень (праймер, триггер):
Взрывчатое вещество для обжатия
«Толкатель» и отражатель нейтронов из урана-238
Вакуум с подвешенным в нём зарядом
Газообразный тритий, рабочее вещество источника нейтронов для усиления деления
Пустотелый шар из плутония-239 или урана-235
Вторая ступень:
Пенополистироловое заполнение камеры заряда
«Толкатель» второй ступени: корпус из урана-238
Дейтерид лития — термоядерное топливо, в процессе превращается в дейтерий и тритий
«Cвеча зажигания» из плутония или урана-235
Корпус с внутренним абляционным покрытием, отражающим излучение, может состоять из урана-238.
Третья ступень — это уран-238: материал «толкателя» и наружной оболочки заряда; в более чистом варианте третьей ступени может не быть и тогда уран-238 заменяется на свинец.

Термоядерный взрыв мощностью 0,5—1 Мт в тротиловом эквиваленте
Условия в бомбе: темп-ра давлениеВремяПроцесс
Сапёр
зажигает
запал
288 К
−⋅10−4 с
Цвет
корпуса
бомбы
Инициация взрыва ядерного детонатора (триггера) мощностью в несколько килотонн: система выдаёт сигналы электродетонаторам нескольких особым образом устроенных зарядов химического ВВ, разнобой между сигналами не превышает 10−7 сек[лит 43] (С. 39).
288—
5000 К
0,1—
20000 МПа
−⋅10−4— −⋅10−6 c
Направленные взрывы этих зарядов создают сферическую детонационную волну, сходящуюся внутрь со скоростью 1,95 км/с[лит 43] (С. 35),[лит 25] (С. 507), которая своим давлением обжимает толкатель. Газы взрывчатки, имели бы они время расшириться, могли бы разорвать бомбу и почти безвредно раскидать ядерные топлива[лит 44] (С. 47) (что и происходит при отказе или «холостом выстреле»), но в норме последующие события настолько быстры, что эти газы не успевают пройти и несколько миллиметров. На рисунке сверху сферическая конструция, использованная в зарядах Тринити, Толстяк и РДС-1, а внизу — более совершенный и компактный «лебединый» дизайн с наружным зарядом ВВ овальной формы. Будучи подожжённым с двух сторон, такой заряд даёт внутри ровную сферическую сходящуюся ударную волну, которая со всех сторон детонирует шарообразный внутренний заряд ВВ. Последний заряд детонирует в себя и сдавливает толкатель.
~20000—
500 000 МПа
−n⋅10-6 cТолкатель налетает на пустотелый шар делящегося вещества (например плутоний Pu-239) и затем удерживает его в зоне реакции, не давая преждевременно развалиться. За несколько микросекунд плутониевый шар схлопывается, приобретая давление в 5 млн атмосфер, ядра его при уплотнении сближаются и приходят в надкритическое состояние[лит 43] (С. 30)[лит 25] (С. 508).
~500 000 МПа~−1⋅10-6 cПриводится в действие вспомогательный источник нейтронов (нейтронный запал, внешний инициатор, на рисунках не показан) — ионная трубка или малогабаритный ускоритель, на который в момент наибольшего обжатия плутония из бортового источника подаётся электрический импульс напряжением в несколько сотен киловольт и он за счёт разгона и соударения небольшого количества дейтерия и трития «высекает» нейтроны и посылает их в зону реакции[лит 38] (С. 42).
~500 000 МПа0 cМомент начала бомбардировки ядер плутония нейтронами из вспомогательного источника, ядра приходят в возбуждение и затем делятся.
~500 000 МПа~⋅10−14 cМомент первого ядерного деления в триггере.[лит 28] (С. 7). Делящиеся ядра плутония сами испускают нейтроны, попадающие в другие ядра и так далее, развивается цепная ядерная реакция и выделяется энергия.
500 000—
⋅108 МПа
~⋅10−8 cСамостоятельное образование второго поколения нейтронов, они разбегаются по массе плутония, сталкиваются с новыми ядрами, часть вылетает наружу, бериллиевая поверхность толкателя отражает их обратно[лит 1] (С. 20, 23). Ядерная детонация идёт со скоростью 1—10 % скорости света и определяется скоростью движения нейтронов[лит 45] (С.615). В плутониевой массе быстро растёт температура и давление, стремящееся её расширить и разнести (сделав реакцию неполной), но обжимающее давление волны детонации некоторое время перевешивает и плутоний успевает прореагировать на несколько десятков %.
св. 100 млн К

~⋅108 МПа[лит 46]
~10−7 cОкончание ядерных реакций в триггере, регистрируемый приборами импульс излучений длится (0,3—1)⋅10-7 c[лит 5] (С. 449). За время реакций рождается несколько поколений нейтронов (последовательных реакций деления с геометрическим ростом числа образуемых нейтронов), основная часть энергии (99,9 %) при любой мощности уранового ядерного заряда выделяется в последние 0,07 микросекунды на последних семи поколениях нейтронов (0,04 мкс в случае плутония)[# 1]. Плутоний при этом вступает в ~40 разных типов реакций (суммарно 1,45⋅1024 реакций распада или 560 г вещества из общей массы на 10 килотонн) и распадается примерно на 280 радиоактивных изотопов 36 химических элементов.[лит 1] (С. 19—21, 25),[лит 47] (С. 3)[лит 5] (С. 449)
св. 100 млн К
~⋅108 МПа[лит 46]
⋅10−7
1,5⋅10-6 c
Радиационная имплозия. 70 % энергии ядерного детонатора выделяется в виде рентгеновских лучей[лит 1] (С. 31), они расходятся внутри заряда и испаряют пенополистироловое заполнение камеры заряда (№ 3 на первом рис.); в другом (абляционном) варианте исполнения лучи отражаются от наружного корпуса, фокусируются на поверхности оболочки-«толкателя» термоядерной части (№ 3 на втором рис.), нагревают и испаряют её. Испарения при температуре в десятки миллионов градусов расширяются со скоростями несколько сот км/с, развивая давление ~109 МПа, сдавливают толкатель и уплотняют термоядерный заряд (№ 4 на рис.). Естественно, наружный корпус такого выдержать не может и тоже испаряется, но несколько медленнее благодаря абляционному покрытию и теплоизолирующим свойствам урана-238 и микросекундной разницы хватает, чтобы всё успело произойти. Вступает в действие «свеча» в центре заряда, представляющая собой полую плутониевую трубу, открытым концом смотрящую на триггер для свободного прохождения нейтронов. Нейтроны взрыва триггера зажигают «свечу» (по сути второй ядерный взрыв, рис. № 4). Тем временем продукты реакции триггера пересилили давление газов взрывчатки и начали расширяться в камере заряда. К моменту начала термоядерных реакций тепловая волна ядерного взрыва триггера прожигает часть отражающего корпуса (№ 5 на рис.), но она потратила энергию внутри бомбы и далеко уйти не успевает.
Перерыв между взрывами первой и второй ступени, во время которого идёт радиационное обжатие, может составлять до нескольких микросекунд, например при мощности 0,5 Мт регистрируемый интервал между пиками всплесков гамма-излучения от взрыва триггера и взрыва второй ступени составляет 1,5 мкс, амплитуда 2-го всплеска в 15 раз больше 1-го[лит 5](С. 17, 18, 112). Радиационная имплозия значительно эффективнее обычной взрывной, обжимающее основной заряд давление на несколько порядков больше и ядра веществ сближаются сильнее, а потому последующие более сложные реакции второй и третьей ступени происходят даже быстрее, чем относительно простой взрыв триггера. Вторая и третья ступени напоминают упрощённую «слойку» типа РДС-6с, в которой вместо десятка сферических слоёв только два слоя, окружающих ядерный запал («свеча»): слой дейтерида лития и наружный цилиндр урана-238.
до 1 млрд K~1,5—1,6 мкcНачало и ход термоядерных реакций (вторая ступень, № 5): плутониевая «свеча» взрывается и испускает большое количество быстрых нейтронов, бомбардирующих ещё более сдавленный цилиндр из дейтерида лития (главная начинка бомбы). Нейтроны свечи превращают литий в тритий и гелий (Li + N = T + He + 4,8 МэВ). Образовавшийся тритий и свободный дейтерий в условиях большого давления реагируют между собой и превращаются в гелий и нейтроны (D + T = He + N + 17,6 МэВ — основная реакция)[лит 28](С. 16, 17): зона термоядерного «горения» проходит ударной волной в веществе заряда со скоростью порядка 5000 км/с (106—107 м/с)[лит 22] (С. 320, 606). Параллельно вступает в реакцию третья ступень — оболочка из урана-238, до этого служившая толкателем, теплоизолятором и отражателем низкоэнергетичных нейтронов ядерного распада. Уран-238 под бомбардировкой более энергичных нейтронов термоядерных реакций превращается в плутоний, последний под действием тех же нейтронов сразу распадается и добавляет до 50 % в общий энергетический котёл. В ходе реакций выделяется около 6⋅1025 гамма-частиц и 2⋅1026 нейтронов (по (1—3)⋅1023 нейтронов ядерного и по (1,5—2)⋅1023 нейтронов термоядерного происхождения на 1 килотонну)[лит 5](С. 18, 49), из них около 90 % поглощается веществом бомбы, оставшиеся 10 % с энергией до 14,2 МеВ вылетают наружу в виде нейтронного излучения. До окончания реакции вся конструкция бомбы нагрета и полностью ионизована.
Условия в бомбе: темп-ра давлениеВремяПроцесс
Примечания

Космический взрыв

Действие космического ядерного взрыва мощностью 1 Мт в тротиловом эквиваленте
РасстояниеЭффект
Противоракета достигает заданных высоты и координат, происходит взрыв.

Так как вокруг заряда мало частиц воздуха, то нейтроны взрыва, рентгеновские и гамма-лучи без задержки и поглощения уходят в пространство, ударная волна не образуется.

до 2 км[# 1]Рентгеновские лучи испаряют корпус атакуемой боеголовки и она разрушается[лит 48] (С. 177).
до 2 км[# 1]Поток нейтронов вызывает ядерную реакцию и расплавление плутония в атакуемой боеголовке[лит 48] (С. 178).
6,4 кмГамма-лучи выводят из строя полупроводниковые системы спутника[лит 48] (С. 178).
29 кмНейтронное излучение выводит из строя полупроводниковые системы спутника[лит 48] (С. 178).
до 160 кмВременное нарушение работы электронных систем спутников[лит 48] (С.179)
неск. сотен кмГибель космонавтов от проникающей радиации[лит 48] (С. 188).
1000 кмМаксимальный радиус расширения плазменных продуктов взрыва 1 Мт. Радиус перерыва радиосвязи на коротких волнах на 5 часов и более[лит 48] (С. 175, 187)
1600 кмДальность регистрации электромагнитного импульса[лит 1] (С. 673)
все околоземные орбитыВзрыв в ближнем космосе вызовет искусственный радиационный пояс быстрых электронов вокруг Земли, создаваемый им в космических кораблях фон порядка 1 Гр/час[лит 48] (С. 188) заставит всех космонавтов срочно и надолго покинуть орбиту.
320 000 кмДальность видимости космического взрыва 1 Мт днём[лит 1] (С. 668, 673)
3,2 млн кмДальность видимости неэкранированного[# 2] космического взрыва 1 Мт ночью[лит 1] (С. 668, 673)
9,6 млн кмДальность обнаружения неэкран.[# 2] взрыва 1 Мт по флюоресценции и фазовой аномалии волн[лит 1] (С. 673)
1,6 млрд кмДальность обнаружения неэкран.[# 2] взрыва 1 Мт по тепловым рентгеновским лучам приборами ИСЗ[лит 1] (С. 674)
РасстояниеЭффект
Примечания

Воздушный взрыв

Наземный контактный взрыв

В отличие от воздушного взрыва наземный взрыв для стороннего далёкого наблюдателя до момента прихода ударной волны не всегда будет развиваться в тишине. Если подрыв заряда произведён на небольшой высоте (несколько десятков метров над поверхностью, когда взрыв в несколько сотен килотонн — мегатонну способен вырыть заметную воронку и вызвать сейсмические волны), то на расстояниях несколько десятков километров до прихода ударной волны может ощущаться продолжительное сотрясение почвы и подземный гул[лит 18] (С. 44, 45). Этот эффект ещё более заметен при наземном контактном и подземном взрыве.

В этой таблице нет подробностей развития воздушной ударной волны, здесь больше уделено внимания происходящим явлениям в грунте. Также нет примеров воздействия взрыва на гражданские объекты, так как всё это рассмотрено в примерах более подходящего для их разрушения воздушного взрыва. Зато есть примеры воздействия на военные объекты, защитные сооружения и невоенные сооружения особой прочности типа плотин ГЭС.

Помимо теории, эффектов и возможных разрушений здесь затронуты вопросы защиты от ядерного взрыва. По источнику[лит 7](С. 34, 35) добавлено давление волны затекания в колодцеобразный вход в глубокое подземное сооружение с одним интересным явлением: чем выше давление ударной волны на поверхности, тем больше разница его и давления затекания. Явление объясняется тем, что более мощная ударная волна имеет больше скорость и быстрее проскакивает над входом, не успевая затечь в него в полную силу. Это в отдельных случаях позволяет не ставить на входе защитных устройств — давление упадёт само. Защитные двери понадобятся внутри, но уже менее прочные.

Действие наземного ядерного взрыва мощностью 1 Мт в тротиловом эквиваленте
Время
[# 1] Рассто-
яние
[# 2]
Давление
[# 3] Давление затекания
[# 4]
Смещение
[# 5]
Радиоакт. заражение
[# 6]
Защита
[# 7]
Примечания
−10−4 c
0 м
Бомба (боеголовка) касается поверхности земли, срабатывает контактное взрывное устройство («клевок»)[лит 44] (С. 147). За время от касания до термоядерного взрыва она успевает углубиться в грунт на несколько дециметров.
0 с
0 м
Начало термоядерных реакций.
< 10−7 c
0 м
~108 МПа[лит 46]200—300 мОкончание реакции, начало разлёта вещества бомбы. Глубина воронки в этом месте будет ~40—50 м, грунт необратимо деформируется на глубину ~100—200 м в зависимости от породы (3—4 глубины воронки)[лит 6] (С. 28, 227).
Шахтная пусковая установка под эпицентром взрыва 0,2—1 Мт возможна в грунте на глубине от 300 до 900 м[лит 49](С. 70). Защитное сооружение возможно в однородном граните на глубине 100—200 м в виде подземного сооружения с амортизацией[# 8][лит 20](С. 29),[лит 50] и 300—400 м в обычной горной выработке с креплением и без амортизации; в скальной породе но под слоем ~200 м мягкого грунта на глубине от 300 м[лит 6]. Радиоактивное заражение на высоте 1 м в воронке и её окрестностях в первые 1—2 часа после взрыва составит около 0,01—0,25 Гр/с (1—25 рентген/с), снижающийся затем по закону радиоактивного распада: например в эпицентре взрыва 400 кт через 2 часа 0,1 Гр/с, через сутки 0,01, 2 сут. ~0,002, 5 суток 0,0002 Гр/с[лит 5] (С. 516, 517),[лит 38](С. 340),[лит 51](С. 59—60).
10−7c
12 м
200—300 мЭнергия взрыва в нижней части трансформируется в изотермическую полусферу испарившегося грунта радиусом 1,5—2 м[лит 19]. В грунт на начальном этапе передаётся ~7 % всей энергии взрыва, но в дальнейшем эта доля уменьшается до 2,5 % за счёт переизлучения большей части энергии в воздух и выброса нагретого грунта из эпицентральной области[лит 6](С. 23, 198). Разогретый до 10 млн градусов грунт начинает взрывное испарение и разлёт.
1,7⋅10-7 c
25 м
200—300 мВторая стадия воздействия на грунт: пары бомбы ударяют по его поверхности со скоростями порядка 100—1000 км/с, температура в зоне контакта св. 10 млн °C[лит 6](С. 23). А на поверхности растёт изотермическая полусфера светящегося воздуха.
10−6c
34 м
13 000 МПа
Полусфера: радиус 34 м, температура 2 млн. К, скорость воздуха ~1 км/с; облако паров бомбы на поверхности: радиус 2 м, температура 4 млн. К, давление 107МПа, скорость 1000 км/с[лит 20] (С. 120), толщина прогретого излучением грунта ~0,5—1,5 м, тепловая волна в грунте переходит в ударную волну[лит 6] (С. 196).
10−6—10−3 cУдарные явления в грунте описываются законами гидродинамики: грунтовую ударную волну давлением 50 000—107 МПа формируют испарённые и расширяющиеся массы земли, дополнительно разогнанные парами бомбы и идущие со скоростями выше скорости звука в грунте. Порода при сверхзвуковом ударе ведёт себя как идеальная жидкость и прочность породы при этом не оказывает влияния на волну[лит 6].
2⋅10-5 cГрунтовая ударная волна испаряет и плавит землю в радиусе 20—30 м[лит 6] (С. 224),[лит 19], выброс испарений снижает температуру в центре огненной полусферы в 10 раз и более в сравнении с окраинами[лит 5] (С. 200),. Всего испаряется ~20 тыс. тонн грунта (куб высотой 20—25 м)[лит 6].
0,0001c
~50 м
3000 МПа200—300 мУдарная волна уходит в глубину, развивая воронку и эжектируя в воздух (как из сопла ракетного двигателя) конусообразный скоростной поток испарённого, расплавленного и размолотого грунта. Появляются сейсмовзрывные волны в грунте, уходящие от будущей воронки. Формирование воздушной ударной волны[лит 19][лит 6] (С. 198). Величина энергии в приповерхностной области около 1 %, а во всём нижнем полупространстве ~2,5 %; остальные 97,5 % всей энергии взрыва — в огненной полусфере[лит 6] (С. 200). С этого радиуса сухой грунт[# 9] уносится со скоростью 430 м/с[лит 5] (С. 238).
0,0005 с
75 м
2500 МПа
250 МПа
[лит 7] (С. 34) Огненная полусфера: температура ~500 000 К, нижняя полусфера: радиус ~10 м, давление до 40 000 МПа, температура до 3000 К (по данным для 500 кт[# 10][лит 5] (С. 203).
0,001—0,002 с1000 МПа
120 МПа
Поздняя стадия несжимаемого течения, свойства грунта начинают оказывать влияние на динамику развития воронки, скорость её роста заметно снижается, а ударная волна переходит в волну сжатия или сейсмовзрывную волну. Растущая воронка в это время имеет примерно полукруглую форму, её радиус 40—50 % окончательного. Часть грунта вдавливается в массив и затем частично отпружинивает обратно. Формируется максимальная глубина воронки, далее растёт только радиус, так как поверхностный окраинный грунт меньше сопротивляется выдавливанию и выбросу, чем глубинный массив. Выброшенный грунт образует конус разлёта (грунтовый «ус» или султан выброса) под углом 40—60° со скоростями ~10²—10³ м/с (основная масса до 100 м/с)[лит 6] (С. 136, 222, 232),[лит 19].
0,0015с
~100 м
~750 МПа
100 МПа
гранит
6 м
200 мЗдесь будет граница воронки в скале глубиной в эпицентре до 40 м[лит 6](С. 227),[лит 52]. В этом радиусе на глубине 40 м давление ~200МПа, порода смещается в сторону на ~5 м с ускорением в тысячи g. Особо прочные подземные сооружения (необитаемые) при давлении до 200 МПа в гранитной скале на пределе сохранения[# 8][лит 20] (С. 26, 29),[лит 2] (С. 82, 83),[лит 53]. Если взрыв в сухом наносном грунте[# 9], то с этого радиуса грунт выбросится со скоростью 54 м/с[лит 5] (С. 238).
0,002 с
128 м
400 МПа
50 МПа
аллювий 8 м200 мЗдесь будет граница воронки глубиной 47 м в сухом мягком грунте[# 9][лит 6] (С. 227), скорость уноса его отсюда 26 м/с[лит 5] (С. 234, 238). Далее без пояснений явления взрыва в этом типе грунта.
147 мРадиус зоны выброса сухого грунта[# 9] 1,15R воронки[лит 5] (С. 238), определяет теоретический предел возможности постройки защитного сооружения неглубокого заложения, отсюда грунт будет выброшен со скоростью 17 м/с и заменён выбитым грунтом из воронки.
0,004 с
150 м
220 МПа5 м200 мЗдесь будет гребень вокруг воронки высотой до 11,5 м[лит 6] (С. 227), или 0,25 глубины воронки[лит 1] (С. 285), состоит из кольцеобразной застывшей «волны» выдавленного грунта шириной порядка радиуса воронки и навала до 5-6 м толщиной[лит 49] (С. 20).

160 м
200 МПа
30 МПа
4,3 мЧерез 0,1 с температура ниже до 10 раз от той, что могла бы быть в этой области (~50 000 К), а спустя 1,5 с 2000 К вместо 7000 К из-за охлаждающего действия потока грунта[лит 6] (С. 138).
Полное разрушение или сильное смещение тяжёлого убежища[# 11] до 1,25R воронки[лит 1](С. 297),[лит 8](С. 253).
0,006 с
180 м
130 МПа3/5 мПлотность грунта в навале ~0,7—0,8 ненарущенного грунта[лит 6] (С. 227).
0,007 с
190 м
110 МПа
15 МПа
2,5/4 мРадиус зоны разрыва грунта 1,5R воронки, деформация и разрывы длинных гибких конструкций на умеренной глубине (трубопроводы) 1,5R воронки[лит 1](С. 297),[лит 8](С. 253).
0,008 с
200 м
90 МПа
14 МПа
1,7/3 мНавал грунта из воронки толщиной 4,8 м[лит 6] (С. 227). Ориентировочная граница зоны сдвиговых разрушений в скальных породах (волна сжатия в породе от 10 ГПа до 10—100 МПа[# 12]), где будет наблюдаться полное или сильное разрушение строительных конструкций подземного сооружения[лит 7] (С. 55).
0,01 с
220 м
60 МПаГраница воронки в водонасыщенном грунте ~1,7R воронки в сухом грунте[лит 8].
Предел защищённости ШПУ в скальном грунте 50 МПа[# 13][лит 52].
~0,01—8,4 с50—0,035 МПа
При определённых условиях (летний период, открытая местность, пыльная поверхность, асфальт, сухая трава, пустыня, степь) из-за нагрева приземного воздуха под действием вспышки и изменения его свойств ударная волна у поверхности бежит быстрее, чем основной фронт: появляется скачок-предвестник (аномалия ударной волны, вспомогательная волна)[лит 2](С. 36, 62),[лит 6](С. 153),[лит 1] (С. 143),[лит 30] (С. 34). Растущая полусфера наземного взрыва похожа на круглую шляпу, а её короткие кучерявые поля и есть названная аномалия. В дальнейшем до расстояний 2—3 км размеры её становятся больше, а в случае высокого воздушного взрыва явление выражено резче, но здесь из-за свечения оно наиболее наглядно. В разрушении подземных объектов эффект вреден: он приводит к потере давления фронта (до 2-х раз), но зато возрастает давление (до 5 раз) и импульс скоростного напора[лит 5] (С. 182), то есть энергия удара переходит в энергию ветра за фронтом, способного далеко отбросить наземные объекты (напр. танки). Поднимаемые этим скачком клубы пыли затемняют нижнюю часть огненной полусферы и уменьшают силу светового поражения.
0,015 с
250 м
40 МПа
7 МПа
0,5/1 м150 м
За доли секунды до прихода границы огненной полусферы в нескольких сотнях метров (~400—700 м при сравнении со взрывом 10,4 Мт[# 10]) от центра дошедшее гамма-излучение продуцирует электромагнитный импульс с напряжённостью на уровне ~100—1000 кВ/м. Импульс может вывести из строя незащищённое электрооборудование внутри бункеров, ракетных шахт и кабельные линии между ними, а также вызвать разряды молний, бьющих от земли вверх перед приходом границы огненной полусферы[лит 54] (С. 5, 7, 11),[лит 9] (С. 39).
До 2R воронки: повреждение внутреннего оборудования тяжёлого убежища[# 11][лит 8] (С. 253), незначительные деформации, иногда разрывы трубопроводов[лит 1](С. 297),[лит 8](С. 253).
0,025 с
300 м
23 МПа
4,5 МПа
0,2/0,5 м70 мНавал грунта толщиной 0,7 м[лит 6] (С. 227). Сильное и полное разрушение долговременных железобетонных фортсооружений (ДОТ)[# 14] (РДС-6с 400 кт на дистанциях 200—500 м (1,5—30 МПа)[7][# 10][лит 18] (С. 76)).
320 м20 МПа
4 МПа
50-70 мГраница зоны пластических деформаций среднего грунта до 2,5R воронки[лит 1] (С. 277, 296), в этой области рассеивается до 70—80 % энергии, переданной грунтовому массиву или до 2 % от полной энергии наземного взрыва[лит 6] (С. 27). Нарушение соединений, образование небольших трещин, разрыв внешних хрупких связей в тяжёлых убежищах[# 11] до 2,5R воронки. За пределами этой зоны грунтовая волна сжатия, полученная при образовании воронки, не вызывает значительных повреждений[лит 1](С. 297),[лит 8](С. 253), на первый план выходит действие воздушной ударной волны и создаваемый ею сейсмический сдвиг.
0,03 c
330 м
17 МПа
Ударная волна перестаёт светиться и становится полупрозрачной, через неё частично видны внутренние области огненной полусферы. Это явление наблюдается дольше, чем при воздушном взрыве.

350 м
14 МПа50 мПредел защищиты ШПУ в среднем грунте 12—14 МПа[# 13][лит 49] (С. 9). Тело человека со стороны взрыва успеет обуглиться и частично испариться, а полностью развеивается с прибытием фронта ударной волны и потока плазмы.

385 м
10 МПа
2,5 МПа
42 мНарушение герметичности соединений трубопроводов до 3R воронки[лит 1](С. 297, 615),[лит 8](С. 253). Ориентировочная граница зоны сдвиговых разрушений в осадочных породах (волна сжатия в грунте от 10 ГПа до 0,1—10 МПа[# 12][лит 7] (С. 55)), граница зоны пластических деформаций (давление воздушной ударной волны 10 МПа[лит 49] (С. 20)), где будет наблюдаться полное или сильное разрушение строительных конструкций подземного сооружения.
0,05 с
400 м
7,5 МПа
2 МПа
0,5/0,3 м40 м
При поглощении огненной полусферой места, где сверкнула молния, на поверхности змеится светящаяся полоса[лит 54] (С. 5, 6). Навал грунта толщиной 0,3 м[лит 6] (С. 227).
0,06-0,08 с
435 м
6 МПа
1,7 МПа
Температурный минимум излучения полусферы. До этого момента она росла почти так же, как сфера взрыва в воздухе, но после наземные условия начинают сказываться на дальнейшем развитии[лит 1] (С. 81). Предел защищённости ШПУ «Минитмен» (6—7 МПа)[# 13][лит 55] (С. 85).
0,09 с
470 м
5 МПа
1,5 МПа
0,5/0,3 м30 мГраница зоны сплошного навала грунта: давление ударной волны ~5МПа[лит 49] (С. 20); (3—4)R воронки[лит 6] (С. 227).
Предел прочности убежища типа метро на глубине 18 м (РДС-2 38 кт в радиусе не ближе 150 м[# 10]), но входы в него будут разрушены и завалены обломками эскалаторов. Защитное сооружение котлованного типа (неглубокого заложения в осадочных породах) при давлении ударной волны 5 МПа от взрыва мощностью 0,2 Мт будет находиться на грани разрушения, а люди в нём из-за смещения и вибраций получают повреждения: крайне тяжёлые 5 %, тяжёлые 30 %, средние 20 %, лёгкие 25 %, без повреждений 20 %[лит 7] (С. 233).
~500 мК обычным волновым колебаниям на расстоянии ок. 4 R воронки добавляется низкочастотное движение вверх и от эпицентра длительностью ~3 сек (неизучено)[лит 6] (С. 25). Радиоактивный фон здесь через 2 часа составит 0,01 Гр/с (1 Р/с), через сутки ~0,001 Гр/с, 2 суток 0,0005 Гр/с, 5 суток 0,00003 Гр/с[лит 5] (С. 516).
600 м4,2 МПа[лит 29] (С. 13) Нагрев ~5000 °C ~5 сек[# 15]. Условия, в которых оказались бы защитные ворота Объекта 825ГТС (Балаклава) в случае прямого попадания расчётного заряда 100 кт в середину между входами (расстояние между ними ~0,5—0,6 км)[# 10]. Если не в середину, то одному из входов досталось бы сильнее. О случае прямого попадания во вход в подобное сооружение см. след. раздел.
Разрушение гравитационной бетонной плотины ГЭС при взрыве в 630 м со стороны нижнего течения[# 16][лит 7] (С. 68—69). Полное разрушение шоссейных дорог с асфальтовым и бетонным покрытием (2—4 МПа[лит 3]; 4 МПа[лит 12] (С. 27)).
3 МПа
Сильное разрушение взлётно-посадочных полос[лит 9] (С. 114). На первых сотнях метров незащищённый человек не успевает увидеть взрыв и погибает без мучений (время зрительной реакции человека 0,1—0,3 с, время реакции на ожог 0,15—0,2 с).
0,15 с
Формирование максимального радиуса воронки 128 м, глубина её 47 м[лит 6] (С. 227), всего выброшено ~300 тыс. м³[лит 1] (С. 285) или порядка 0,5—0,6 млн тонн грунта; на его выброс в целом расходуется ~0,1 % энергии взрыва[лит 6] (С. 27). Грунт в процессе полёта внутри огненной полусферы подвергается конвективной тепловой обработке: испаряется, оплавляется, из частиц его впоследствии образуются во множестве маленькие чёрные шарики спёкшегося шлака, выпадающие до десятков км от воронки до 100 штук на 1 м²[лит 24] (С. 649) — жаргонно названные на Семипалатинском полигоне «харитонки».
0,2 с
670 м
2 МПа
0,7 МПа
0,3/0,15м25-30 м
Огненная полусфера под действием отражённой от земли волны и потока «холодного» испарённого и выброшенного грунта искривляется и теряет круглую внутреннюю структуру[лит 6].
Граница зоны разлёта грунта[лит 49] (С. 20), 2 МПа — минимальное давление ударной волны для выброса грунта[лит 26](С. 88). Полное разрушение танка 1—2 МПа[лит 35] (С. 31, 32). Полное разрушение подземной выработки с деревянным креплением на глубине менее 14 м (РДС-2 38 кт 222 м[# 10])[лит 38] (С. 315).
700 м
Ударная волна оторвалась от снова разгорающейся огненной полусферы (700 м)[лит 1](С. 81), при этом скачок-предвестник перестаёт излучать свет. Убежище типа метро на глубине 18 м, облицованное чугунными тюбингами и монолитным железобетоном, испытано РДС-2 38 кт на высоте 30 м на расстоянии 235 м (для 1 Мт 700 м)[# 10], получило незначительные деформации, повреждения[лит 38] (С. 314, 315, 338). Вход в сооружение с поверхности не обычный павильон, а полузаглублённый железобетонный каземат со стенами и перекрытием ~2 м толщиной, узкими потернами (шириной ~1 м) и входом-сквозником для пропуска ударной волны мимо массивной двери.
760 мРадиация ~50 000 Гр. Нагрев ~3500 °C ~5 сек[# 15]. Сильное и полное разрушение заглублённых сводчатых бетонных защитных сооружений (1,52—1,93 МПа)[# 17][лит 1] (С. 165). Круглые сводчатые и сферические перекрытия лучше держат удар, чем плоские при той же толщине и размере пролёта[лит 49] (С. 50).
800 м1,5 МПа25 м[лит 11](С. 11) Радиация ~20 000 Гр. Сейсмовзрывная волна догоняет воздушную ударную волну: сгущение сейсмических волн и усиление волнового фронта в грунте. Разрушение железобетонной трубы диаметром 1,5 м толщиной 20 см под землёй (1,2—1,5 МПа)[лит 11] (С. 11). Человек превращается в обугленные обломки: ударная волна от 1,5 МПа вызывает травматические ампутации[лит 41] (С. 357) и отбрасывает тело на сотни метров, а догоняющая его огненная полусфера обугливает останки.
900 м1,2 МПа
0,5 МПа
[лит 11](С. 7) Аналогичная ударная волна наземного взрыва Castle Bravo 15 Мт на расстоянии 7500 футов сорвала защитную дверь весом 20 тонн и порушила внутренность наземного бункера для размещения научных приборов, расположенного на соседнем острове и укрытого большой земляной насыпью (см. en:Nuclear weapon design). Проектная мощность 4—6 Мт (давление ~0,7 МПа)[# 10].
Сильная деформация и повреждение заглублённых сводчатых бетонных защитных сооружений (1,1—1,52 МПа)[# 17][лит 1] (С. 165).
1000 м0,96—1 МПа
0,4 МПа
[лит 7](С. 34),[лит 29](С. 13),[лит 11](С. 11) Радиация ~10 000 Гр. Радиоактивный фон здесь через 2 часа 0,0001 Гр/с , 1 сутки 0,00002 Гр/с, 2 суток ~5⋅10−6[лит 5](С. 516). Сильное повреждение ДОТ (РДС-6с 400 кт на дистанции 750 м[# 9])[лит 18](С. 76)). Полное разрушение артиллерии 0,2—1 МПа[лит 35](С. 32), вывод из строя танков (РДС-1 22кт на дистанции 250—300 м[# 10])[лит 24](С. 654). Образование трещин в заглублённых сводчатых бетонных сооружениях[# 17], возможно повреждение входных дверей (0,83—1,1 МПа)[лит 1] (С. 165).

Защитное сооружение: железобетонное перекрытие 0,61 м и грунт 0,6 м[# 18][лит 37]

1260 мРадиус разрушения арочных бетонных плотин ГЭС при взрыве со стороны каньона[# 16][лит 7] (С. 68—69), земляные и бетонные плотины разрушаются при давлении свыше 1 МПа[лит 9] (С. 30).
1260—1400 м0,7 МПа
0,3 МПа
0,2/0,2мГраница роста огненной полусферы при наземном взрыве ~1,3—1,4 км, радиус её примерно в 1,26 раза больше, чем радус сферы при воздушном взрыве[лит 1] (С. 81),[лит 5] (С. 26),[лит 49] (С. 20). Нагрев до 800 °C[# 15]. Радиация до 1000 Гр[лит 29] (С. 22).

Защитное сооружение: железобетон 0,53 м и грунт 1,55 м[# 19][лит 8] (С. 549)

1400 м0,5 МПа
0,25 МПа
0,2/0,2м12-25 мГибель собак от ударной волны (0,5 МПа)[лит 21] (С. 77). Человек — 99%-я вероятность гибели только от действия ударной волны[# 14] (0,38—0,48 МПа)[лит 1] (С. 541) (0,5 МПа), контузия внутренних органов и ЦНС[лит 33] (С. 207). Отброс и опрокидывание танков (0,5 МПа)[лит 18] (С. 47, 77).
1460 м0,4 МПа
0,2 МПа
0,15/0,15м7 м[лит 11](С. 11) Сейсмовзрывная волна в грунте обгоняет ударную волну в воздухе; она давно потеряла свою разрушительную силу для защищённых сооружений и теперь служит звуковым и сейсмическим предвестником прихода ударной волны. Граница поверхности, покрытой коркой оплавленной земли. Граница зоны оплавления металлов. Полное разрушение железобетонных ДОТов сборного типа 0,45 МПа (РДС-2 38 кт на дистанции 500 м[лит 38](С. 315, 339)[лит 18](С. 58)). Остов слоистого деревоземляного защитного сооружения тяжёлого типа[# 20] от ударной волны 0,42 МПа испытывает нагрузки в ~1,5 раза больше, чем от прямого попадания фугасной бомбы 100 кг[лит 31] (С. 43, 45).
1550 м0,35 МПаГраница зоны камнепада ~12R воронки в мягком грунте (1536 м) и 15R воронки в скальном грунте (1500 м)[лит 6] (С. 227). Ударная волна отбрасывает танк на 10 м и повреждает[лит 38].
1650 м0,3 МПа[лит 11](С. 11) Радиация 500 Гр[лит 3].
Сильное и полное разрушение наземных сводчатых стальных защитных сооружений (0,31—0,43 МПа)[# 21][лит 1] (С. 165). Человек весом 80 кг в положении стоя при взрыве 0,5 Мт и отсутствии препятствий отбрасывается ударной волной 0,3 МПа на расстояние свыше 300 м с начальной скоростью свыше 575 км/ч, из них 0,3—0,5 пути (100—150 м) свободный полёт, а остальное расстояние — многочисленные рикошеты о грунт; в положении лёжа отброс свыше 190 м со скоростью 216 км/ч. Для сравнения: при взрыве 20 кт и 0,3 МПа отбрасывания меньше: стоя 130 м и 180 км/ч, лёжа 40 м и 61 км/ч[лит 6](С. 227—229). Ударная волна более мощного взрыва при том же перепаде давления обладает большим размахом и длительностью скоростного напора — успевает сильнее разогнать тела.

Защитное сооружение: ж/б 0,51 м и грунт 0,6 м[# 18][лит 37]; ж/б 0,45 м и грунт 1,2 м[# 22][лит 10]

~1,5 c
1780 м
0,25 МПа
0,15 МПа
0,12/0,12м3 м[лит 11](С. 23) Нагрев до 200 °C[# 12]. Радиация 70 Гр[лит 3] — 100 Гр[лит 11] (С. 23). Вероятность гибели человека от ударной волны ~10 % (0,25 МПа)[лит 33] (С. 207), ожоги 3—4 степени до 60—90 % поверхности тела, тяжёлое лучевое поражение, сочетающиеся с другими травмами, летальность сразу или до 100 % в первые сутки. Сильная деформация наземных сводчатых стальных защитных сооружений в виде выпучивания стенок внутрь (0,28—0,34 МПа)[# 21][лит 1] (С. 164, 165).
1,5 c и далееСултан выброса достигает высоты ~1 км[лит 6] и частями низвергается на землю, образуя вышеназванные слои навала грунта и зоны камнепада. Первыми обрушаются массы грунта из окраинных областей воронки, получившие меньшее ускорение, летящие более плотным потоком и в меньшей степени разрушенные; грунт из средней её части улетает дальше; камни меньше тормозятся воздухом и улетают ещё дальше. Часть грунта может быть отброшена назад движением обратной воздушной волны. Скоростной поток испарений из центральных областей выброса вместе с другими испарениями грунта и бомбы остаётся в воздухе и поднимается с облаком и пылью в стратосферу.
2 c
2000 м
0,2 МПа0,09/0,09м
400—1000 Гр/ч
1 м
Радиация 35—40 Гр[лит 29](С. 22),[лит 11] (С. 23). Огненная «полусфера» вырастает до максимума, она уже значительно искривлена и похожа на плотный куст, верхние ветви которого, образующие как бы корону, это выбросы из воронки. Снизу световой объём затемнён клубами пыли.
Повреждение вентиляции и входных дверей у наземных сводчатых стальных защитных сооружений (0,21—0,28 МПа)[# 21][лит 1] (С. 165). Средние повреждения танков (0,2—0,4 МПа) с отбросом на несколько метров.
2,5 c
2260 м
0,15 МПа0,07/0,07м[лит 11](С. 23)Радиация ок. 10 Гр[лит 3][лит 11] (С. 23). Детонация пиротехнических средств (РДС-1 22 кт на дистанции 750 м[# 10])[лит 24] (С. 641). В радиусе ~1,5 км от центра давление снижается до 0,8 атм и несколько секунд держится на этом уровне, затем постепенно повышается; этот эффект может отжать и открыть защитную дверь в убежище и даже поднять незакреплённое бетонное перекрытие толщиной 0,9 м без дополнительной засыпки[лит 2](С. 52, 53),[лит 20](С. 116). Экипаж танка погибает в течение 2—3-х недель от крайне тяжёлой лучевой болезни[лит 35]. Человек весом 80 кг при взрыве 0,5 Мт в положении стоя отбрасывается волной на 260 м с начальной скоростью ок. 400 км/ч, лёжа соответственно 150 м и 180 км/ч[лит 6](С. 229). В случае падения телом (не головой) о твёрдое препятствие со скоростью 150 км/ч и выше — 100%-я гибель[лит 33] (С. 288).

Защитное сооружение: ж/б 0,25 м и грунт 1,2 м[# 22][лит 32]

3,5 c
2800 м
0,1 МПа
0,08 МПа
0,05/0,05м[лит 11](С. 23) В это время в районе эпицентра плотность потока излучения больше, а температура ниже (~2000 К), чем в периферийных районах светящейся области (5—6 тыс. К)[лит 6] (С. 138, 139).
Экипаж танка в безопасности[лит 35]. Сильные повреждения железобетонных ДОТов сборного типа 0,95 МПа (РДС-2 38 кт на дистанции 1000 м[лит 38] (С. 315),[лит 18](С. 58)).

Защитное сооружение: железобетон 0,4 м и грунт 0,6 м[# 18][лит 37]

3100 м0,08 МПаОтдельные обломки породы падают на расстояниях (20—25)R воронки[лит 6] (С. 227). Электромагнитный импульс 6 кВ/м[лит 3].
3300 м0,07 МПаДо уровня давления ~0,07 МПа после взрыва будет распространяться зона запыления и очень ограниченной видимости после взрыва[лит 20](С. 117).
3600 м0,06 МПа
6,5 c
4000 м
0,05 МПа340—440 Гр/ч[лит 11](С. 23) Радиус возможного воздействия электромагнитного импульса до 3 кВ/м на линии электропередач и нечувствительные электроприборы, не оборудованные защитой с пределом устойчивости 2—4 кВ/м[лит 3]. Наведённый в проводах импульс может вызвать повреждения в электроприборах на больших расстояниях от взрыва[лит 56](С. 45).
4300 м0,045 МПаНа месте максимального развития предвестника (2—4 км от эпицентра) остаётся пылевой вал, сохраняющийся долгое время, медленно смещающийся от эпицентра и имеющий направление вращения, противоположное вихрю в облаке[лит 5] (С. 397, 398)
4500 м0,04 МПа
При взрыве в очень влажной атмосфере вокруг взрыва образуется облачный купол и последующие метаморфозы в течение 10—20 сек со стороны будут не видны.
8,4 с
4700 м
0,037 МПаВзаимодействие ударной волны с нагретым слоем воздуха заканчивается и волна-предвестник исчезает. На границе светящейся области зарождается кольцеобразный вихрь[лит 5] (С. 397, 398). В дальнейшем этот вихрь закрутит на себе всё облако.
4800 м0,035 МПаИз-за воздействия поверхности земли этот процесс идёт медленнее, чем при воздушном взрыве.
5400 м0,03 МПаСлабое повреждение танков, обрыв антенн и фар (0,03—0,05 МПа).
6000 м0,025 МПа128—280 Гр/ч
Кольцеобразный вихрь пошёл вверх; облако, похожее на большой комок горящей ваты[лит 18] (С. 66), начинает отрыв от земли.
15 с
7000 м
0,02 МПа
На 14-й секунде температура в облаке падает до 4000 К и начинается конденсация испарённых твёрдых веществ[лит 28] (С. 44, 45, 147).
8500 м0,015 МПа
Всего в воздух поднимается ~20 % общего количества радиоактивных продуктов, остальные 80 % остаются в районе взрыва.
9800 м0,012 МПа70—150 Гр/ч
Растёт грибообразное облако, отличающееся от гриба высокого воздушного взрыва сильной загрязнённостью, большей плотностью, меньшими температурой и яркостью свечения; пылевой столб слит с огненным облаком и поток в нём движется с большей скоростью.
0,5 мин
11 100 м
0,01 МПа
Поток запылённого воздуха в столбе движется в два раза быстрее подъёма «гриба», настигает облако, проходит сквозь, расходится и как бы наматывается на него, как на кольцеобразную катушку[лит 2].
13 800 м0,08 МПа
В облаке сосредоточено ~90 % суммарной радиоактивности поднимаемых в воздух частиц, причём большая их часть первоначально сосредоточивается в нижней трети облака; остальные 10 % несёт в себе пылевой столб[лит 1] (С. 427, 428).
17 200 м0,06 МПа
Облако поднимает около 280 тыс. тонн пыли, из них 120 тыс. т первоначальный выброс пыли и испарений из воронки и 160 тыс. т конвективная составляющая: разрушение небольших кусков грунта при полёте внутри огненной полусферы, а также унос расплавленных частиц с поверхности земли[лит 6] (С. 138).
1 мин
20 км
0,005 МПа29—55 Гр/ч0,65 м
Температура в облаке упала до 1500 К и в нём заканчивается конденсация испарённого грунта и остатков бомбы[лит 28] (С. 44, 45), по мере его дальнейшего охлаждения радиоактивные вещества осаждаются на захваченных частичках грунта. Облако поднимается до 7—8 км, центр торообразного вихря на высоте 5 км. Пылевой вал у поверхности достигает высоты до 500 м при ширине ~1,5 км, центр его сместился на расстояние ок. 4 км от эпицентра, а потоки ветров, несущих пыль к ножке гриба, вынуждены этот вал перепрыгивать[лит 1](С. 406),[лит 5] (С. 398, 399, 402, 404).
1,5 мин
31 км
0,001 МПа17—37 Гр/ч0,6 мВершина «гриба» на высоте 10 км[лит 1] (С. 38). Первые подземные колебания прийдут сюда через 15 с после взрыва (при средней скорости звука в породе 2000 м/с).
2 мин«Гриб» вырос до 14 км, центр кольцеобразного вихря на высоте ~10 км[лит 5] (С. 402).
3,1 мин
Гриб вырос до 16,5—18 км, центр тора 12,5 км. Сверху облака появилась «шапка» из холодного тяжёлого воздуха, занесённого облаком из тропосферы и охладившегося во время подъёма[лит 5] (С. 399, 402).
4 мин
85 км
5—7 Гр/ч0,5 мЯркая вспышка-полусфера на таком расстоянии почти вся за горизонтом, полностью видна становится уже на стадии купола и облака. «Гриб» свыше 16 км[лит 5] (С. 403). Верхняя часть облака просаживается под тяжестью «шапки» холодного воздуха, более нагретый кольцеобразный вихрь достигает высоты 13 км[лит 5] (С. 399, 400).
5 мин
Центр облака прогибается вниз, верхняя кромка вихревого кольца достигает 17 км и облако приобретает форму гриба-свинушки. После этого развитие грибообразного объёма происходит не столько подъёмом нагретого вихря, сколько поведением атмосферы, выведенной из равновесия взрывом[лит 5] (С. 400, 403).
8 мин
165 км
0,8—2,5 Гр/ч0,35 мВспышка далеко за горизонтом, видно зарево и облако. «Гриб» вырос до максимальных размеров, из облака в течение 10—20 часов выпадают осадки с относительно крупными частицами, формируя ближний радиоактивный след[лит 3], эффект называется раннее или местное выпадение осадков, доля их радиоактивности 50—70 % от суммарной радиоактивности осадков при наземном и 30 % при надводном взрыве[лит 1] (С. 427, 466).
10 минПри взрыве 0,2 Мт на воде начало выпадения осадков из облака[лит 5] (С. 802).
16 минМаксимум осадков при наводном взрыве 0,2 Мт[лит 5] (С. 802).
30 минОкончание осадков и рассеивание облака наводного взрыва 0,2 Мт[лит 5] (С. 802).
1—2 ч
55—61 км
ветер 25—100 км/ч0,55 мДальняя граница распространения зоны чрезвычайно опасного заражения (зона Г) шириной ок. 10 км по оси движения облака при ветре в статосфере ~25—100 км/ч. Уровень радиации на внешней границе на 1 ч после взрыва составляет 8 Гр/ч, через 10 ч 0,5 Гр/ч; доза излучений на внешней границе за время полного распада в середине зоны 70—100 Гр, на внешней границе 40 Гр[лит 35] (С. 49)[лит 3].
1,5—4 ч
89—122 км
ветер 25—100 км/ч0,4 мДальняя граница зоны опасного заражения (зона В) шириной 13—16 км и общей площадью 8—10 % от всего следа раннего выпадения. Уровень радиации на внешней границе зоны через час 2,4 Гр/ч, через 10 ч 0,15 Гр/ч; суммарная доза излучения на внутренней границе 40 Гр, на внешней границе 12 Гр[лит 35](С. 49),[лит 3].
2,5-5,5 ч
135—207 км
ветер 25—100 км/ч0,25 мДальняя граница зоны сильного заражения (зона Б) шириной 26—36 км и площадью 10—12 %. Уровень радиации на внешней границе зоны через час 0,8 Гр/ч, через 10 ч 0,05 Гр/ч; суммарная доза излучения на внутренней границе 12 Гр, на внешней границе 4 Гр[лит 35](С. 49),[лит 3].
5,5-13 ч
309—516 км
ветер 25—100 км/чДальняя граница зоны умеренного заражения (зона А) шириной 25—100 км и площадью 78—89 % от всего следа раннего выпадения. Уровень радиации на внешней границе зоны через час 0,08 Гр/ч, через 10 ч 0,005 Гр/ч; суммарная доза излучения на внутренней границе 4 Гр, на внешней границе 0,4 Гр[лит 35](С. 49),[лит 3].
2 сутокПри коэффициенте диффузии 108см²/с горизонтальные размеры размытого облака больше 300 км[лит 28] (С. 148).
7 днейРазмеры облака 1,5—2 тыс. км[лит 28] (С. 148).
10—15 днейПри взрыве на широте 40° размытое облако может совершить кругосветное путешествие и вторично пройти над местом взрыва[лит 28] (С. 148).
~5 месяцевЭффективное время (от 3 мес. для взрыва в декабре до 8 мес. в апреле) половинного оседания радиоактивных веществ для полярной стратосферы и высот до 21 км — позднее выпадение осадков или дальний радиоактивный след, мелкодисперсные частицы выпадают на расстояниях сотни — тысячи и более км от эпицентра в основном в средних широтах. Их доля 30—50 % суммарной радиоактивности осадков наземного и 70 % надводного взрыва[лит 1] (С. 427, 466, 473).
~10 месяцевЭффективное время половинного оседания радиоактивных веществ для нижних слоёв тропической стратосферы (до 21 км), выпадение также идёт в основном в средних широтах в том же полушарии, где произведён взрыв[лит 1] (С. 473).
1 годПлощадь территории в окрестностях места взрыва, непригодной для жизни с дозой 0,02 Гр в год 15 000 км²; площадь территории, опасной для длительного пребывания с дозой 1 Гр в год 130 км²[лит 35] (С. 78).
~5 летВремя очистки стратосферы от продуктов взрыва, время перехода радиоактивного изотопа углерода С14 в виде СО2 из тропосферы в океан[лит 28] (С. 140, 154). Площадь территории с дозой 0,02 Гр/год 90 км²[лит 35] (С. 78).
10 летПлощадь территории с дозой 0,02 Гр/год 15 км²[лит 35] (С. 78).
~30 летВремя перехода С14 из тропосферы в биосферу[лит 28] (С. 154) (?).
100 летПлощадь оставшейся территории с дозой 0,02 Гр/год 2 км²[лит 35] (С. 78).
~1000 летВремя осаждения С14 с поверхности океана на дно[лит 28] (С. 154).
Время
[# 1]
Рассто-
яние
[# 2]
Давление
[# 3] Давление затекания
[# 4]
Смещение
[# 5]
Фон радиации
[# 6]
Защита
[# 7]
Примечания
Примечания

Взрыв у входа в тоннель

Рассматриваются наихудшие условия: ядерный взрыв 1 Мт у самого входа с поверхности в прямой тоннель (например метро) без поворотов и ответвлений диаметром 5—6 м с ровными стенками из бетона высокого качества, на основе[лит 7] (С. 28—40). Если заряд взорвётся в 2 метрах до входа, то на ударную волну в канале пойдёт в 2 раза меньше энергии. Если наоборот, внутри тоннеля, то эта энергия могла бы быть в 2 раза больше, но такое попадание заряда маловероятно. В предположении отсутствия потерь в порах и трещинах бетона, давление ударной волны могло быть на два порядка больше указанного, но и с потерями это давление в несколько раз больше, чем на тех же расстояниях при взрыве на поверхности из-за направляющего действия тоннеля и отсутствия сферического расхождения.

Если вход в тоннель перекрыт достаточно мощной дверью или заглушкой (толщиной, эквивалентной 1,5 м гранита или 2 м сыпучего грунта[лит 5] (С. 196, 240)), на испарение которой потратится всё рентгеновское излучение мегатонного взрыва, то ударная волна, созданная разлётом испарённой двери, в глубине тоннеля будет в ~3—5 раз слабее указанного ниже. Поворот тоннеля на 30 градусов снижает давление ударной волны на 5—6 %, под прямым углом — на 10—12 %. В ответвлении под прямым углом давление ниже на 70 %.

Действие наземного взрыва 1 Мт на внутренний объём тоннеля
Время

[# 1]
Рассто- яние
[# 2]
Темпера- тура
[# 3]
Давление Плотность
[# 4]
Скорость вещества
[# 5]
Примечания
0 с0 м
Бомба ложится прямо перед входом в тоннель, взрыв, выход излучения.
(2-3)⋅10-8 с0 мРентгеновское излучение достигает стенок тоннеля.
10−7−10−6 с70 мИз-за влияния тоннеля тепловая волна уходит до 70 м вместо 50 м при взрыве в воздухе и на этом расстоянии образуется воздушная ударная волна. Стенки разогреваются тепловой волной на глубину 1—10 см до 5—10 млн. К и приобретают давление несколько десятков тысяч МПа, происходит взрывное испарение прогретого слоя.
(3-10)⋅10-6 сИспарённое вещество «ножницами» схлопывается по центру тоннеля, затем расходится, отражается, снова схлопывается уже слабее…
0,0008 ссв. 100 м~1 млн. К50 000 МПа
до 8 кг/м³
до 90 км/сИ так несколько раз, формируется плазменный поток («поршень»), следующий за ударной волной в глубь тоннеля.
0,0015 с200 м500 тыс. К5-8тыс. МПа
до 9 кг/м³
Энергия поршня уменьшается, а масса его растёт за счёт испарения поверхности стенок и вовлечения испарений в движение.
0,002 с~250 м400 тыс. К3-6тыс. МПа
до 9 кг/м³
Стенки таких давлений не выдерживают и как бы разбегаются, создавая в грунте расходящиеся конусом сейсмические волны.
0,003 с~300 м300 тыс. К2-4тыс. МПа
до 9 кг/м³
Плазменный поршень прекращает сжатия и расширения и равномерно движется по тоннелю турбулентным потоком.
0,021 с470 м150 МПа9000 м/сВ начале—середине того, что осталось от тоннеля, давление неск. сот МПа. Из-за потерь энергии на трение, абляцию и испарение стенок ударная волна ослабляется до 80 %, также ослабление идёт из-за разноса стенок тоннеля.
0,044 с570 м10 тыс. К40 МПа
10 кг/м³
5500 м/сПо мере накопления массы испарений поршень с максимумом плотности до 30 кг/м³ всё более отстаёт от ударной волны.
0,08 с900 м8000 К20 МПа
9 кг/м³
3—4 тыс. м/сПлотность вещества в середине до 60 кг/м³, температура в начале до 100 тыс. К. Если бы здесь был тупик (например защитная дверь), то на него вначале бы обрушилась ударная волна (параметры слева), а через 0,1 с поток начавших конденсироваться испарений с давлением 50 МПа, плотностью ~20 кг/м³, скоростью до 1 км/с и температурой 7000 °C.
1100 м10 МПаУдарная волна прекращает рушить тоннель.
1500 м4 МПа
2000 м1,5-2 МПаК этому расстоянию со стенок тоннеля за счёт абляционных процессов будет унесено свыше 150 т бетона[лит 7] (С. 37, 38)
Время
[# 1]
Рассто- яние
[# 2]
Темпера- тура
[# 3]
Давление Плотность
[# 4]
Скорость
[# 5]
Примечания
Примечания

Подводный взрыв

Неглубокий подводный взрыв — один из самых эффектных видов ядерного взрыва, к тому же случайный наблюдатель может увидеть взрывные эффекты в непосредственной близости с расстояния в несколько километров, не потеряв при этом зрение и не сильно пострадав от ударной волны. Смертельно опасные «сюрпризы» придут к нему только через несколько минут в виде радиоактивного тумана с дождём и волн типа цунами.

Подземный взрыв

Рассмотрим подземный камуфлетный взрыв, который хотя и не имеет военного применения из-за недостижимой глубины, но зато единственный вид ядерного взрыва, который человек может безнаказанно применять для хозяйственных и научных нужд в пределах сегодняшнего ареала обитания.

Возьмём для примера гранит, как среду, хорошо передающую сейсмовзрывные волны, и заряд 1 кт на глубине камуфлетного взрыва (свыше 70 м).

Действие взрыва заглублённого в гранит заряда 1 кт
Время РасстояниеДавление
[# 1]
Темпера- тура[# 2]Скорость
[# 3]
Примечания
~108 МПа
0,15 мсв.107МПаМаксимальный радиус тепловой волны в граните (0,015 м/т1/3)[лит 5] (С. 30, 196)
~10−7 с
0,22 м
4,5⋅107МПаПоявляется грунтовая ударная волна[лит 5] (С. 240)
4,5⋅10-7 с
0,25 м
3⋅107МПаГранит в волне ведёт себя как сжимаемая жидкость[лит 5] (С. 240)
10−6 с
0,295 м
2⋅107МПа[лит 5] (С. 240) Ударная волна сжимает породу в 4—5 раз[лит 43] (С. 190)
1,5⋅10-6 с
0,34 м
1,5⋅107МПа[лит 5] (С. 240)
1,5 мсв.106 МПаРадиус полного испарения (0,15 м/т1/3)[лит 5] (С. 30, 230)
1,83 м180000МПа7000 м/сСредний радиус испарения[лит 57].
2,3 м137000МПа5000 м/сРадиус частичного испарения (0,23 м/т1/3), всего испарено 71 т[лит 5] (С. 230, 231)
~0,01 с
2,6 м
55000 МПаРадиус ударной волны в граните, он же граница ударного плавления (0,26 м/т1/3), всего расплавлено 115 т. Порода перестаёт вести себя как сжимаемая жидкость и ударная волна переходит в волну сжатия (сейсмовзрывную волну) с постепенным подъёмом давления[лит 5] (С. 196, 230, 231, 240, 241)
>10000МПаРадиус полиморфных фазовых переходов в породе[лит 5] (С. 30)
6,3 мРадиус испарения воды в трещинах (0,63 м/т1/3)[лит 5] (С. 231)
10 мГраница котловой полости в граните на глубине 80 м (на глубине 1 км сокращается до 4,5 м, 6 км до 2,5 м)[лит 15] (С. 185)
15 м2000 МПа[лит 50] (С. 15)
30 м500 МПаГраница размалывания скального грунта[лит 57] (С. 10)[лит 58] (С. 5).
40 м300 МПаРазрушение самых прочных бункеров в граните (св. 200 МПа)[лит 50] (С. 15, 23).
60 мсв. 100 МПаВ мягких грунтах давление 100 МПа на расстоянии 40 м[лит 50] (С. 15, 23).
80 м50 МПаГраница растрескивания скального грунта[лит 57] (С. 10),[лит 58] (С. 5). Сильное разрушение скальных пород (50-200 МПа)[лит 2] (С. 82).
20 МПаРазрушение тоннеля в граните без облицовки и крепления[лит 50](С. 23).
800 мЗона необратимых деформаций[лит 58](С. 5).
Время РасстояниеДавление
[# 1]
Темпера- тура[# 2]Скорость
[# 3]
Примечания
Примечания

Примеры эффектов при подводном взрыве на различных расстояниях

Неглубокий подводный взрыв — один из самых эффектных видов ядерного взрыва, к тому же случайный наблюдатель может увидеть взрывные эффекты в непосредственной близости с расстояния в несколько километров, не потеряв при этом зрение и не сильно пострадав от ударной волны. Смертельно опасные «сюрпризы» придут к нему только через несколько минут в виде радиоактивного тумана с дождём и волн типа цунами.

Посмотрим на действие подводного взрыва 100 кт на глубине около 50 м. Он соответствует приведённой глубине 1 м/т1/3, для которой есть достаточно информации: взрыв Бэйкер 23 кт на глубине 27 м (Операция «Перекрёстки» в 1946 г., США) и испытание торпеды Т-5 в 1955 году 3,5 кт на глубине 12 м (полигон на Новой Земле, СССР). Подобным образом будут выглядеть взрывы 1 кт на глубине 10 м, 1 Мт на глубине 100 м, 100 Мт на глубине около 500 м и т. д., отличаясь размерами последствий.

Действие подводного взрыва 100 килотонн на глубине ~50 м в водоёме глубиной ~100 м
Время


[# 1]
Рассто- яние в воде
[# 2]
Ударная волна в воде
[# 3]
Рассто- яние в воздухе
[# 4]
Ударная волна в воздухе
[# 5]
Примечания
0 с0 м Бомба падает в воду, погружается на глубину (торпеда выходит в заданную точку), взрыв, выход излучения.
10−7−10−6 с0 мn⋅107МПа
n⋅106 К
Рентгеновское излучение формирует тепловую волну, испаряющую воду вокруг заряда; яркостная температура тепловой волны ~1000 К[лит 15] (С. 199), снаружи свечение похоже на свет через матовое стекло[лит 40] (С. 40)
3⋅10-6 с1,5 м~107 МПаПоявляется ударная волна в воде, при взрыве 100 кт на глубине 50 м до расстояния 190 м[лит 5] (С. 747, 761) она будет распространяться по законам взрыва в безграничной жидкости[лит 15] (С. 199, 200),[лит 59] (С. 35).
0,0005с12 м17000МПаРадиус полного испарения воды ударной волной[лит 5] (С. 747)[лит 15] (С. 201). Тепловая волна угасает.
18 м5500 МПа
1350 м/с
Эффективный радиус испарения воды ударной волной[лит 15] (С. 200, 201). При переходе через критическую для воды температуру 272 °С (давление 7000 МПа) граница растущего пузыря искривляется[лит 60] (С. 256).
до 28 м Радиус частичного испарения воды ударной волной[лит 15] (С. 200). Ударная волна уходит от границ пузыря, на её образование тратится около 50 % энергии взрыва[лит 40] (С. 87), остальные 50 % несёт в себе расширяющийся пузырь.
0,01 с50 м1000 МПа
450 м/с
Подводная ударная волна достигает поверхности. Граница пузыря в 20 м от поверхности и от дна[лит 33] (С. 210). Пузырь не всплывает, а во все стороны расширяется со скоростью ~1 км/с[лит 60] (С. 257).
70 м700 МПа
360 м/с
Ударная волна бьёт изнутри по зеркалу воды: разогнавшийся отражённой волной поверхностный слой толщиной до 0,3 м в эпицентре отрывается и образует купол из брызг с начальной скоростью центра купола ~760 м/с, почти в 2 раза выше скорости воды в уд. волне[лит 61] (С. 65), у поверхности появляется преломлённая воздушная ударная волна[лит 40] (С. 41, 97)[лит 5] (С. 750, 782, 783),[лит 33] (С. 61).
0,03 с100 м350 МПа
220 м/с
Вслед за подводной ударной волной на поверхность выходит горб воды, выталкиваемой пузырём: купол переходит в так называемый взрывной султан, состоящий из последовательных кольцеобразных выбросов воды в виде струй и всё более мельчающих брызг. Тем временем снизу ударная волна отражается от дна и устремляется обратно к пузырю.
150 м200 МПа
120 м/с
Султан изначально движется со сверхзвуковой скоростью 300—500 м/с[лит 60] (С. 257) и своим толчком создаёт вторую воздушную ударную волну[лит 5] (С. 750, 783). Пузырь с подходом к поверхности выталкивает новые порции глубинных вод. Корабль в эпицентре под действием ударной волны и выброса воды разрушается на мелкие части и разбрасывается в радиусе несколько км.
~0,1 с200 м150 МПа
100 м/с
Горячие продукты взрыва прорываются через верхнюю часть султана в атмосферу, короткое время светясь и образуя облако. Поверхность воды начинает оказывать ослабляющее действие на подводную ударную волну[лит 5] (С. 761) и нужны данные для случая взрыва на приведённой глубине 1 м/т1/3[лит 8] (С. 228, 230).
390 м70 МПа
50 м/с
Фронт водяной ударной волны на поверхности практически догнал фронт на глубине 50 м и далее с небольшой погрешностью его можно рассматривать как единый на всех глубинах в данном радиусе. Радиус разрушения бетонных арочных плотин и плотин из земли или камня в наброс при подводном взрыве 100 кт со стороны верхнего бьефа[лит 6] (С. 96).
500 м40 МПа
26 м/с
С выходом продуктов взрыва свечение их под водой и в облаке быстро исчезает. Прорыв продуктов активирует третью воздушную ударную волну[лит 5] (С. 748, 750). Все три ударные волны вначале движутся в нескольких десятках метров друг за другом, но затем первые две поглощаются самой сильной и быстрой третьей.
580 м30 МПа
20 м/с
Радиус разрушения бетонной гравитационной плотины при подводном взрыве 100 кт со стороны верхнего бьефа[лит 6] (С. 96).
21 МПа
13 м/с
Потопление всех типов кораблей (21—28 МПа)[лит 8] (С. 214). При отсутствии поверхности и дна пузырь мог бы за 15 сек вырасти до 740 м в диаметре[лит 5] (С. 780), но с прорывом наружу давление парогазовой смеси в нём быстро падает и рост пузыря замедляется, он переходит в U-образную воронку, движущуюся по дну; грунт со дна увлекается потоками воды и затем выбрасывается с брызгами султана в воздух.
830 м17 МПа Из-за быстрого смещения корпуса корабля ударной волной двигатель получает тяжёлые повреждения (17,2 МПа)[лит 8] (С. 214). Для сравнения: при воздушном взрыве 100 кт в радиусе 900 м давление воздушной ударной волны менее 0,1 МПа[лит 1] (С. 278).
0,5 с950 м14 МПа400 м0,15 МПаПотопление подводных лодок и некоторых кораблей, все корабли неисправимо повреждены и обездвижены, двигатели их получают средние повреждения (от 14 МПа)[лит 8] (С. 214)[лит 40] (С. 156).
1200 м10 МПа Энергия воздушной ударной волны при таком соотношении мощности и глубины взрыва (~1 м/т1/3) соответствует воздушному взрыву в 5 раз меньшей мощности (20 кт)[лит 40] (С. 157).
1500 м7 МПа
Бо́льшая часть кораблей не способна к перемещению, лёгкие повреждения двигателей (от 7 МПа)[лит 8] (С. 214). Обратите внимание на корабль на белом диске из пены, образованном воздушной ударной волной и см. конец первой части таблицы.

750 м

0,07 МПа
В это время после пробега подводной ударной волны и перед приходом воздушной ударной волны в воде можно увидеть «белую вспышку». Серьёзные повреждения или потопления кораблей воздушной ударной волной (0,07—0,082 МПа)[лит 8] (С. 181). Сильное разрушение портовых сооружений (0,07 МПа)[лит 40] (С. 157).
2250 м3,5 МПа Султан принимает столбообразную форму. При высокой влажности атмосферы за фронтом воздушной ударной волны появляется шарообразное конденсационное облако Вильсона, скрывающее на несколько секунд султан. Корабли: повреждение лёгкого внутреннего оборудования (водн. 3,5 МПа)[лит 8] (С. 214).
2 с3500 м1,5 МПа

1280 м
0,04 МПа
Султан достигает высоты свыше 1500 м, продолжая расширение[лит 1] (С. 95, 302, 304). Пузырь, перешедший в воронку, выбрасывает последние нижние брызги султана и расталкивает воду во все стороны, борта воронки становятся огромной волной высотой около 100 м. Умеренные повреждения кораблей (возд. 0,04 МПа)[лит 8] (С. 214).
3÷4 с5 км1 МПа1,9 км0,028 МПа
Первая волна одиночного длинного типа кольцом движется от эпицентра, воронка диаметром около полукилометра снизу заполняется водой. Конденсационное облако быстро расширяется. Мелкие повреждения палубных построек (возд. 0,028 МПа)[лит 8] (С. 214). Подводная ударная волна уже не разрушает технику, но может погубить пловцов и оглушить рыбу.
3,7 км0,014 МПаЗначительные разрушения портовых сооружений, складов (0,014 МПа)[лит 40] (С. 157). В дальнейшем на первый план выходят поднятые в воздух радиоактивные брызги и волны поверхности воды.
5 км0,01 МПа
Выросшее облако Вильсона перед исчезновением выглядит впечатляюще и чрезвычайно преувеличивает размеры гриба, но как поражающий фактор носит скорее психологический эффект. Если в радиусе 300—400 м на пути выхода последних брызг стоял большой и тяжёлый корабль, то султан будет иметь зияющий тёмный провал (см. рисунок). Корабль же с брызгами не взлетит, а только подбросится водой, затем провалится в воронку и затонет, разбитый ударными волнами и толчком о дно.
Время

[# 1]
Радиус волны воды
[# 6]
Высота волны воды
[# 7]
Радиус базисной волны
[# 8]
Виды и схемы
[# 9]
Примечания
10—12 с Султан достигает высоты ~3 км, диаметра 1 км с толщиной стенок 150 м и начинает обрушение. Воздушно-капельная масса султана не столько падает в море, сколько растекается в стороны, появляется базисная волна (не путать с волнами воды на поверхности). Радиоактивная туманная волна с примесью ила со дна моря начинает рост и расширение[лит 1] (С. 96).
12 с550 м54 м800 м
Наружные части султана в виде остроносых струйных скоплений брызг лавинообразно спускаются. Базисная волна ширится и движется со скоростью 220 км/ч[лит 1] (С. 96), вращаясь в противоположную сторону. Волна поверхности воды в это время не видна. Воронка заполнилась, но вода по инерции продолжает движение и в эпицентре растёт водяной холм.
20 с600—800 м32 м1 км
1 Гр/с


Из верхнего облака массово выпадают крупные капли воды со скоростью 15 м/с. С уходом наружных брызг султан утоньшается до диаметра 610 м и теперь представляет собой одну туманную видимость, а базисная волна ещё больше наращивает объём, достигает высоты 300 м и движется всё больше по ветру со скоростью 165 км/ч[лит 1] (С. 97). Водяной холм в эпицентре опадает: появляется следующая кольцевая волна и впадина. Впадина заполняется и так далее, каждая новая волна имеет всё меньшую высоту.
1 мин.1,9 км13 м2,5 км
0,05 Гр/с
Кольцо базисной волны высотой 400 м отделилось от столба и окончательно идёт по ветру со скоростью 80 км/ч. Радиоактивность базисной волны быстро падает из-за разрежения, выпадения осадков и распада радионуклидов[лит 1] (С. 98).
2,5 мин.3 км5,5 м~4 км
0,01 Гр/с
Базисная волна отрывается от поверхности воды и представляет собой низкое изливающее осадки облако высотой 600 м, движущееся со скоростью 33 км/ч. Радиоактивность базисной волны в 20 раз ниже уровня 1-й минуты. Облако султана сливается с остатками обесформившегося столба и также сбрасывает дождь[лит 1] (С. 98). Суммарная доза радиации в радиусе 4 км до 10 Гр (100 % смерть), 90 % дозы создаётся в первые полчаса[лит 40] (С. 246).
4,8 км4,1 мМаксимальная высота волны от впадины до гребня при взрыве 100 кт на средней глубине в водоёме с одинаковой глубиной 120 м[лит 1] (С. 306). Облако султана развеивается ветром.
5 мин6,4 км3 мсв. 5 км
0,001 Гр/с
[лит 1] (С. 306). Через 5 мин. облако базисной волны начинает рассеиваться (капельная взвесь высыхает), но продукты взрыва ещё некоторое время остаются в воздухе[лит 1] (С. 99) и невидимое радиоактивное облако может быть замечено только приборами, суммарная доза на расстояниях до 5—10 км 1—4 Гр[лит 40] (С. 246).
11 км2 м[лит 1] (С. 306). На образование волн ушло 0,3—0,4 % энергии взрыва, из них больше половины на первую волну[лит 40] (С. 102).
15 км1,5 м[лит 1] (С. 306).
24 км1 м [лит 1] (С. 306). С выходом к берегу волна может увеличить высоту в несколько раз, например при глубине мелководья 2 м высота волны 3 м[# 9][лит 40] (С. 102).
25 мин50 км0,5 м[лит 1] (С. 306).
Время
[# 1]
Радиус волны
[# 6]
Высота волны
[# 7]
Радиус облака
[# 8]
Виды и схемы
[# 9]
Примечания
Примечания

Примечания

Литература

Использованная литература

Рисунки