Ist das Messen der Größe einer Atomwolke mit dem Daumen ein ungefährer Hinweis darauf, ob Sie sich in der Strahlungszone befinden?

Atomwaffen können durch mehrere Mechanismen töten

Explosionseffekte

Der meiste Schaden entsteht durch die Explosion. Die Stoßwelle der Luft strahlt nach außen und erzeugt plötzliche Änderungen des Luftdrucks, die Objekte zerquetschen können, und starke Winde, die Objekte umwerfen können. Im Allgemeinen werden große Gebäude durch die Luftdruckänderung zerstört, während Personen und Gegenstände wie Bäume und Strommasten durch den Wind zerstört werden.

Auswirkungen der Wärmestrahlung

Ungefähr 35 Prozent der Energie einer nuklearen Explosion ist ein intensiver Ausbruch thermischer Strahlung, dh Hitze. Die Effekte ähneln denen eines zweisekündigen Blitzes einer riesigen Höhensonne. Da sich die Wärmestrahlung ungefähr mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet, geht der Licht- und Hitzeblitz der Druckwelle mehrere Sekunden voraus, so wie man einen Blitz sieht, bevor man Donner hört.

Direkte nukleare Strahlungseffekte

Direkte Strahlung tritt zum Zeitpunkt der Explosion auf. Es kann sehr intensiv sein, aber seine Reichweite ist begrenzt. Bei großen Kernwaffen ist die Reichweite intensiver Direktstrahlung geringer als die Reichweite tödlicher Explosions- und Wärmestrahlungseffekte. Bei kleineren Waffen kann jedoch die direkte Strahlung die tödlichste Wirkung mit der größten Reichweite sein.

Ausfallen

Fallout-Strahlung wird von Partikeln empfangen, die durch die Auswirkungen der Explosion radioaktiv gemacht und anschließend in unterschiedlichen Entfernungen von der Explosionsstelle verteilt werden. Während jede nukleare Explosion in der Atmosphäre einen gewissen Niederschlag erzeugt, ist der Niederschlag weitaus größer, wenn der Ausbruch an der Oberfläche erfolgt oder zumindest niedrig genug ist, damit der Feuerball den Boden berührt.

(Quelle Atomarchiv: Grundlegende Auswirkungen von Atomwaffen )

Alle nachstehenden Zitate stammen, sofern nicht anders angegeben, von anderen Seiten des obigen Artikels

Was ist die „Größe“ der Atomexplosion, die wir mit der Größe eines Daumens vergleichen? Nun, die Pilzwolke kann sehr groß werden und breitet sich über einen längeren Zeitraum aus, typischerweise mehrere zehn Minuten:

Nach etwa 10 Minuten erreicht die Wolke ihre maximale Höhe und wird dann als „stabilisiert“ bezeichnet. Er wächst jedoch seitlich weiter, um die charakteristische Pilzform zu erzeugen. Die Wolke kann noch etwa eine Stunde lang sichtbar sein

Es hat offensichtlich wenig Nutzen, dies als Vergleich zu Ihrem Daumen zu verwenden.

Ein plausiblerer Vorschlag könnte der anfängliche Feuerball sein:

Innerhalb von sieben Zehntel einer Millisekunde nach der Detonation hat der Feuerball einer 1-Megatonnen-Waffe einen Durchmesser von etwa 440 Fuß, und dies erhöht sich in 10 Sekunden auf einen Maximalwert von etwa 5.700 Fuß

5.700 Fuß sind etwas mehr als eine Meile (5280 Fuß). Eine einfache Geometrie legt also nahe, dass Ihr Daumen dies aus einer Entfernung von etwa 30 Meilen vollständig abdeckt.

Die Schadenseffekte der Reihe nach betrachten:

Explosionseffekte

Als allgemeine Richtlinie gilt, dass Stadtgebiete durch Überdrücke von 5 psi vollständig zerstört werden, wobei sich schwere Schäden mindestens bis zur 3 psi-Kontur erstrecken.

Der Mensch ist eigentlich recht resistent gegen die direkte Einwirkung von Überdruck. Drücke von über 40 psi sind erforderlich, bevor tödliche Wirkungen festgestellt werden.

Die Gefahr durch Überdruck geht vom Einsturz von Gebäuden aus, die in der Regel nicht so widerstandsfähig sind. Städtische Gebiete enthalten viele Objekte, die in die Luft fliegen können, und die Zerstörung von Gebäuden erzeugt noch viel mehr.

Nach etwa 40 Sekunden, wenn die Mach-Front einer 1-Megatonnen-Atomwaffe 10 Meilen vom Ground Zero entfernt ist, wird der Überdruck auf etwa 1 psi abgenommen haben.

Bei Explosionseffekten haben Sie also Zeit, eine Art Deckung einzunehmen, um die Auswirkungen von einstürzenden Gebäuden und Trümmern abzumildern, aber die Daumenregel hilft nicht wirklich, da die Gefahrenentfernung etwa dreimal kleiner ist als die „Daumenentfernung“, und Sie kann den Feuerball viel größer als Ihr Daumen sehen und sich dennoch in sicherer Entfernung befinden.

Thermische Effekte

Eine Explosion von 1 Megatonne kann Verbrennungen ersten Grades (einen schlimmen Sonnenbrand) in einer Entfernung von etwa 7 Meilen, Verbrennungen zweiten Grades (die Blasen und bleibende Narben erzeugen) in Entfernungen von etwa 6 Meilen und Verbrennungen dritten Grades (die zerstören Hautgewebe) in Entfernungen von bis zu 5 Meilen. Verbrennungen dritten Grades über 24 Prozent des Körpers oder Verbrennungen zweiten Grades über 30 Prozent führen zu einem schweren Schock und werden wahrscheinlich tödlich enden, wenn keine umgehende, spezialisierte medizinische Versorgung verfügbar ist.

Diese Energie wird vom Feuerball in zwei Impulsen abgegeben. Der erste ist ziemlich kurz und trägt nur etwa 1 Prozent der Energie; der zweite Impuls ist signifikanter und von längerer Dauer (bis zu 20 Sekunden).

Schätzungen zufolge verursachten Verbrennungen etwa 50 Prozent der Todesfälle in Hiroshima und Nagasaki.

Sie haben hier möglicherweise ein 20-Sekunden-Fenster, um Schaden zu erleiden, sodass möglicherweise Zeit ist, zu reagieren und sich in eine Art Deckung zu begeben, um sich gegen die Wärmestrahlung abzuschirmen. Aber darauf zu warten, Ihren Daumen gegen die maximale Größe des Feuerballs zu messen, dessen Entwicklung 10 Sekunden dauert, scheint sich den schlimmsten Auswirkungen auszusetzen und auch Ihre Augen auf den Feuerball zu richten, wodurch Sie der Blitzblindheit ausgesetzt werden.

Eine Explosion von 1 Megatonne kann an einem klaren Tag in einer Entfernung von bis zu 13 Meilen oder in einer klaren Nacht bis zu 53 Meilen zu Blitzblindheit führen. Wenn die Intensität groß genug ist, führt dies zu einer dauerhaften Netzhautverbrennung.

Die bessere Überlebensstrategie scheint also darin zu bestehen, so schnell wie möglich etwas Festes zwischen sich und die Explosion zu bringen, anstatt darauf zu warten, den Feuerball an Ihrem Daumen zu messen.

Direkte Strahlungseffekte

Die anfängliche Kernstrahlung ist definiert als die Strahlung, die in der ersten Minute nach einer Explosion eintrifft, und besteht hauptsächlich aus Gammastrahlung und Neutronenstrahlung.

Das Niveau der anfänglichen nuklearen Strahlung nimmt schnell mit der Entfernung vom Feuerball ab, wo weniger als ein Röntgen fünf Meilen vom Nullpunkt entfernt empfangen werden kann. Außerdem hält die anfängliche Strahlung nur so lange an, wie im Feuerball eine Kernspaltung stattfindet. Die anfängliche nukleare Strahlung macht etwa 3 Prozent der Gesamtenergie bei einer nuklearen Explosion aus.

Obwohl Menschen in der Nähe von Ground Zero tödliche Strahlendosen erhalten können, werden sie gleichzeitig durch die Druckwelle und den thermischen Impuls getötet. Bei typischen Nuklearwaffen resultiert nur ein relativ kleiner Teil der Toten und Verletzten aus der Anfangsstrahlung.

Wenn Sie mit Lichtgeschwindigkeit reisen, wenn dies ein Problem für Sie sein wird, dann hat es Sie beeinflusst, bevor Sie möglicherweise reagieren konnten. Nichts, was der Daumen tun kann, um Ihnen hier zu helfen.

Fallout-Effekte

Fallout ist radioaktiver Staub, der bei der Explosion freigesetzt wird. Diese reist mit dem Wind. Als Beispiel ist hier das Muster des radioaktiven Niederschlags nach dem Bravo-Test im Bikini-Atoll im Jahr 1954:

(entnommen von http://www.atomicarchive.com/Maps/BravoMap.shtml )

Wie Sie sehen können, wären Sie 20 Meilen gegen den Wind völlig sicher, während das Rongerik-Atoll 150 Meilen gegen den Wind evakuiert wurde, und nachdem die Inselbewohner zurückgekehrt waren, gab es langfristige gesundheitliche Folgen durch die Folgen

Beschreibung des Tests und einiger nachfolgender Ereignisse von http://www.rmiembassyus.org/Nuclear%20Issues.htm zur Veranschaulichung des Ausmaßes von Gesundheitsproblemen an Orten, die bis zu 150 Meilen entfernt sind)

Januar - Auf dem Bikini-Atoll beginnen die Vorbereitungen für die Operation Castle, um eine Reihe von Megatonnen-Waffen zu testen, darunter Amerikas erste lieferbare Wasserstoffbombe.

28. Februar – 18 Uhr Am Vorabend des Bravo-Tests deuten Wetterberichte darauf hin, dass die atmosphärischen „Bedingungen weniger günstig wurden“. Um Mitternacht, nur sieben Stunden nach der Aufnahme, meldet der Wetterbericht „weniger günstige Winde in 10.000 bis 25.000 Fuß Höhe“. Winde in 20.000 Fuß "wehten nach Osten auf Rongelap".

1. März – Die Wetteraussichten von Bikini werden auf „ungünstig“ herabgestuft und die Joint Task Force 7 weist mehrere Schiffe an, 20 Meilen nach Süden zu fahren, um sie aus der erwarteten Fallout-Zone zu entfernen. Trotz Wetterberichten, die zeigen, dass Winde in Richtung bewohnter Inseln wehen, wird der Bravo-Wasserstoffbombentest am 1. März in Bikini gezündet. Mit 15 Megatonnen ist sie 1.000-mal so stark wie die Hiroshima-Bombe. Innerhalb weniger Stunden hüllt eine körnige, weiße Asche die Inselbewohner auf den Rongelap- und Ailinginae-Atollen ein. Ein paar Stunden später sind amerikanische Meteorologen dem Fallout-Schneesturm auf Rongerik ausgesetzt, und noch später erleben die Menschen auf Utrik und anderen Inseln den Fallout-„Nebel“. Die exponierten Personen leiden unter Übelkeit, Erbrechen und Juckreiz an Haut und Augen. 3. März Rongelap-Insulaner werden 48 Stunden später evakuiert. und Utrik wird 72 Stunden nach Bravo evakuiert. Beide Gruppen werden zur Beobachtung nach Kwajalein gebracht. Bei den stark exponierten Personen beginnen sich Hautverbrennungen zu entwickeln, später fallen ihnen die Haare aus. Die US-Atomenergiekommission gibt gegenüber der Presse eine Erklärung ab, in der sie Bravo als "Routine-Atomtest" bezeichnet und erklärt, dass einige Amerikaner und Marshallesen "unerwartet einer gewissen Radioaktivität ausgesetzt waren. Es gab keine Verbrennungen. Alle wurden als gut gemeldet."

Langfristige gesundheitliche Auswirkungen wurden in Projekt 4.1 untersucht – die verschiedenen Berichte des Projekts können online eingesehen werden, wie z. B. Study of Response of Human Beings Accidentally Exposed to Significant Fallout Radiation (PDF-Download)

Der „sichere Abstand“ variiert also je nach Windstärke und -richtung um den Faktor 10-20 (oder mehr), und ich hoffe, es zählt nicht als originelle Forschung, um die offensichtliche Tatsache anzugeben, dass die Faustregel einen einzigen Safe vorschlägt Abstand in alle Richtungen und ist daher keine nützliche Richtlinie.

Größe der Explosion

Der letzte zu berücksichtigende Faktor ist, dass die tödlichen und sicheren Entfernungen für all diese Effekte in unterschiedlicher Weise mit der Größe der Explosion variieren. Für die meisten der oben genannten Daten wird ein 1-Megatonnen-Gerät verwendet. Die Bomben, die auf Hiroshima und Nagasaki abgeworfen wurden, waren etwa 15 bzw. 20 Kilotonnen (50-mal kleiner als eine 1-Megatonnen-Bombe). Der größte US-Test war der obige Castle-Test mit 15 Megatonnen. Der größte sowjetische Test war die Tsar Bomba mit rund 50 Megatonnen.

Wenn Sie zu größeren Explosionen übergehen, werden thermische Effekte wichtiger als Explosionsschäden, während (wie in einem Zitat oben erwähnt) für kleine nukleare Explosionen direkte Strahlungseffekte wichtiger werden.

Bei Waffen im Bereich von 1 bis 200 Kilotonnen, die gegen im Westen übliche Strukturen eingesetzt werden, überwiegen wahrscheinlich Explosionseffekte. Größere Waffen haben die Fähigkeit, Feuer auf weit größere Entfernungen zu entfachen, als sie erheblichen Explosionsschaden verursachen können. Filme von Tests, die in den 1950er Jahren in Nevada durchgeführt wurden, bestätigen, dass in der extremen Entfernung, in der Holzrahmenhäuser durch Waffen mit geringerer Sprengkraft gezündet werden können, die Gebäude Sekunden später von der Druckwelle auseinander gesprengt werden, während Gebäude, die die Explosion überleben, nicht entzündet werden nach der Explosion. Im Pazifik durchgeführte Tests mit Waffen der Megatonnen-Klasse zeigen den gegenteiligen Effekt.

(Quelle: Federation of American Scientists )

Es ist auch nicht offensichtlich, wie sich der „Daumenabstand“ mit der Größe der Explosion ändert (dh ich habe noch keine Daten darüber gefunden, wie sich die Größe des Feuerballs mit der Größe der Explosion ändert).