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核彈在你旁邊爆炸會怎樣?科學家模擬系統讓你感受

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發表於 2017-11-5 13:58:24 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
來源:網易科學人

如果有人在100拉德(輻射劑量單位)/小時的區域外站4個小時,他們就會受到400拉德的輻射影響,這足以使50%的人死於急性輻射綜合症。

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想象下,當一枚15萬噸級當量的核彈在距離你最近的城市發生爆炸時,結果會怎樣?你知道這座城市、周邊地區以及其居民會受到怎樣的影響嗎?如果你想象不出“很多人會死”的場景,無需感到愧疚。史蒂文斯理工學院歷史學家亞歷克斯·惠勒斯坦(Alex Wellerstein)表示:“在我們當前生活的世界中,雖然核武器問題經常成為報紙上的頭條新聞,但大多數人仍然對核武器爆炸造成的後果不甚了解。”

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為了幫助世界了解核武器爆炸的後果,惠勒斯坦開發出一款名為“Nukemap”的交互式瀏覽器應用。他寫道:“有些人認為核彈爆炸會立即摧毀世界上的所有東西,其他人則認為它們與傳統炸彈沒什麼區別,而實際上其影響介於兩者之間。”為了展示這種影響,Nukemap允許你建造虛擬核彈,並把它投到地球上的任何地方。該軟件使用了解密的方程式以及有關核武器及其效果的模型,包括火球大小、爆炸半徑、輻射區等,然後將結果呈現在谷歌地圖上。

Nukemap上預先設定的選項可以讓你選擇歷史或最近的核彈爆炸事件,包括最近朝鮮核試驗和Tsar Bomba,後者是有史以來被引爆的威力最大核裝置。Nukemap甚至根據武器投放的位置、高度等數據,估算出其造成的傷亡情況。惠勒斯坦首個版本的Nukemap是2012年2月份推出的,但他不久前將其升級為2.5版本。到目前為止,用戶已經在Nukemap中製造了超過1.24億次核爆炸。

Nukemap 2.5的新功能讓你可以根據當地的天氣情況,看到放射性沉降物雲團會在哪裡漂移。放射性塵降物指的是被核爆炸吸入的塵土和碎片,其輻射水平十分危險,它們可被推入大氣層中,並在很遠的地方灑落。升級後的工具還可以導出你創造的場景,將它們加載到Google Earth這樣的地圖軟件中,並以3D的方式進行探索。惠勒斯坦在他的網站上寫道:“我希望人們能理解核武器對他們所熟悉的地方造成的影響,以及不同當量的核武器會造成哪些不同的影響。”


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我們決定測試下Nukemap 2.5,模擬朝鮮於9月3日進行的地下核試驗。有些專家認為,朝鮮的實驗目標可能是熱核炸彈,爆炸威力相當於15萬噸TNT炸葯被引爆。這是朝鮮迄今為止進行的威力最大的核爆炸,其強度是1945年廣島原子彈的10倍,後者當時造成約15萬人傷亡。我們的目標是舊金山,因為根據惠勒斯坦開發的配套工具Missilemap計算,這座城市位於朝鮮最新、最先進洲際彈道導彈Hwasong-14的射程之內。

在默認情況下,Nukemap假設當量達到15萬噸級的核彈頭在城市上空1600米處爆炸。空中引爆可以發揮核彈的最大破壞力,因為這能讓爆炸的能量擴散出去。如果核彈在地面上引爆,土壤會吸收更多的能量。爆炸的主要效果在四個彩色區域中展示出來:
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1)火球區(直徑900米):在離爆炸地點最近的地方,灼熱的火焰會燒毀大多數建築物、物體和人;

2)輻射區(直徑2000米):核彈爆炸後散發的伽馬射線和其他輻射在這個區域內非常強烈,50%以上的人會在“幾個小時到幾周內”死亡;

3)空氣爆炸區(直徑7500米):大多數住宅建築都會崩塌,人類耳膜也會破裂,死傷者無數;

4)熱輻射區(直徑10500米):這個區域被熾熱的紫外線照射,在爆炸范圍內的任何人都會被灼傷。皮膚三度燒傷者非常普遍,而且通常覺察不到痛苦,因為他們的疼痛神經也遭到破壞。這些影響會導致嚴重的疤痕或功能喪失,有的還可能需要截肢。

點擊“放射性沉降物”選項不會產生任何明顯爆炸效果。Nukemap底部有一段說明:“你選擇的爆炸高度太高,無法產生顯著的局部沉降物。”當我們將高度轉換為表面爆炸時,出現了一種截然不同的景象:熱空氣和空氣爆炸區縮小了,但火球區翻了一倍,輻射區幾乎增加了兩倍。我們還啟用了基於本地天氣的放射性沉降物設置。為了看到其對人類的影響,我們也選擇了“傷亡”選項
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幸運的是,在這種假設情況下,當地的風向是西南方向移動的,將大部分放射性塵埃吹向太平洋。如果有人在100拉德(輻射劑量單位)/小時的區域外站4個小時,他們就會受到400拉德的輻射影響,這足以使50%的人死於急性輻射綜合症。然而,根據Nukemap的傷亡估計,這一爆炸仍將導致13萬人死亡,並在接下來的24小時內造成28萬人受傷。Nukemap指出,這還不包括放射性沉降物的影響。
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我們迫切希望嘗試其他功能,但這似乎需要做些額外工作。例如,與瀏覽器的計算結果相比較,放射性沉降帶出現在完全不同的區域——幾乎覆蓋舊金山南部,而不是西南偏西方向。但它在3D中觀看核爆火球區時仍然非常有用,因為它與一個主要城市有關,可以看到其幾乎吞噬了整個街區。
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惠勒斯坦和史蒂文斯理工學院的其他人正在研究一個相關項目,名為重塑公民防禦(Reinventing Civil Defence)。這一努力的目標是“開發關於核風險的新溝通策略,這些風險有可能引起公眾的共鳴。”該項目獲得了50萬美元的資助,預計將於2019年首次亮相。




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