Ekvivalent TNT
Ekvivalent TNT je metoda vyjádření energie uvolněné při explozích. Jedná se (přibližně) o množství trinitrotoluenu, které svým výbuchem vyvolá vzdušnou tlakovou vlnu stejných parametrů jako zkoušená výbušnina, a která způsobí stejné destrukční účinky. Jedna tuna TNT odpovídá (přesně) 4,184 GJ.[1]
Definice
Násobné jednotky s předponami kilotuna (kt, tisíc tun) a megatuna (Mt, milion tun) TNT se používají pro popis uvolněné energie a tím pádem ničivé síly jaderných zbraní a dalších vysokoenergetických událostí, jako například dopadů těles z vesmíru.
Energie násobných jednotek odpovídají definici a ne skutečné energii odpovídající nálože trinitrotoluenu. Při odpálení megatuny TNT díky vysoké přetrvávající teplotě totiž dojde k rozsáhlému zapálení sazí, které vznikají při výbuchu TNT a které při menších detonacích TNT (třeba 1 tuna) shoří jen z malé části. Takže výbuch milionu tun TNT má více energie než megatunová termojaderná vodíková bomba, proto u těchto velikostí náloží nelze chápat ekvivalent TNT doslovně.
Navíc pro porovnání účinku výbuchů je často nutno vztáhnout ekvivalent TNT na danou vzdálenost. Ten samý výbuch může mít na 3 m ekvivalent 1 kg TNT ale na 5 m ekvivalent 1,5 kg TNT (typicky u výbuchu mraků plynu či termobarických výbušnin, ale i parních kotlů). To souvisí s různými profily tlakové vlny (délkou trvání vlny, její maximálním tlakem a rychlostí nástupu a ústupu tlaku).
TNT není nejsilnější konvenční výbušnina. Například hexogen při výbuchu uvolní v přepočtu na 1 kg více energie (přibližně o 30 %). Souvislost této jednotky energie s hmotností nějaké konvenční výbušniny je tedy dnes spíše historická.
V přepočtu pomocí rovnice E=mc² je 1 Mt TNT rovna 46,5 g.
Výpočet
, kde[2] :
- W - ekvivalent TNT [kg]
- M - množství explozivního materiálu [kg]
- μ - bezrozměrná empirická konstanta
- 0,01 až 0,1 pro plyny a páry
- 1 pro tuhé a kapalné výbušniny
- Ec - spalné teplo vybuchující látky [kJ/kg]
- EcTNT - spalné teplo TNT (cca 4437 až 4765 kJ/kg)
Příklady
| Megatuny TNT | Popis |
|---|---|
| 0,000001–0,000044 | Konvenční bomby, největší FOAB má ekvivalent 44 t TNT (jiné zdroje uvádí 20 až 30 t) |
| 0,0001–0,003 | Výbuch v bejrútském přístavu 2020 |
| 0,003 | Halifaxský výbuch |
| 0,015–0,02 | Jaderná bomba Little Boy shozená na Hirošimu měla ekvivalent 15 kt TNT. Fat Man shozená na Nagasaki měla ekvivalent 20 kt TNT. |
| 3 | Energie všech výbušnin použitých v druhé světové válce, včetně jaderných zbraní použitých v Japonsku |
| 21,5 | Teoretické maximum energie získatelné z 1 kg látky vypočtené pomocí rovnice E=mc² |
| 15 | Nejsilnější americký jaderný výbuch - Castle Bravo |
| 50 | Nejsilnější sovětský jaderný výbuch - Car-bomba |
| 100 | Nejsilnější vyprojektovaná jaderná bomba, původní návrh Car-bomby |
| 26,3 | Energie uvolněná na povrchu Země při zemětřesení v Indickém oceánu 2004 |
| 540 | Součet všech dosud odpálených jaderných zbraní |
| 7 000 | Celkové světové zásoby jaderných zbraní |
| 2 500 | Množství sluneční energie, která dopadne na Zemi za minutu |
| 6 000 000 | Impakt největšího úlomku komety Shoemaker–Levy 9 na Jupiter |
| 9 560 000 | Celková uvolněná energie při zemětřesení v Indickém oceánu 2004 |
| 100 000 000 = 108 | Přibližná energie uvolněná při dopadu tělesa, při kterém se vytvořil Chicxulubský kráter |
| 7,89×1015 | Energie, kterou vyzáří Slunce za jeden den |
| 1028 | Supernova typu Ia |
Odkazy
Literatura
- Rhodes, Richard. The Making of the Atomic Bomb, New York: Simon and Schuster, 1986.
Reference
- ↑ Účinky tlakové vlny [online]. BOZPinfo.cz [cit. 2021-09-01]. Dostupné online.
- ↑ ADÁMKOVÁ, Marie. Výbuchy [online]. Techportál.cz [cit. 2021-09-01]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2021-09-01.
Externí odkazy
- Guide for the Use of the International System of Units (SI) (anglicky)
- Nuclear Weapons FAQ Part 1.3 (anglicky)
Média použitá na této stránce
Nuclear cloud height/yield graph
Cosmetically enhanced to illustrate size of Fat Man/Castle Bravo mushroom clouds.
Note that cloud height is shown with linear scale, but yield (horizontal axis) with LOGARITHMIC scale !
CAUTION: The data represented in this plot are not verifiable because no sources are made clear. This image should not be used to present its unsourced data as fact unless sources are also provided for the data.
- 0 = Approximate altitude band commercial aircraft use
- 1 = Fat Man 22.5 kt
- 2 = Castle Bravo 15 Mt