Atom bombaları için varsayılan bir yıkım gücü değeri mevcut mu?

Kiloton TNT ile

1 kiloton TNT her kenarı 8,46 metre olan 1 küp TNT ye eşittir. Örnek vermek gerekirse mesela Hiroşima ya atılan atom bombası 18 kilotona eşittir buda yaklaşık 10.899 metre küp TNT ediyor.

Atom bombalarının yıkım gücü, patlatılan bombanın tasarımına, kullanılan bölünebilir malzemenin miktarına ve kalitesine, patlama yüksekliğine ve hedefin coğrafi özelliklerine bağlı olarak değişir. Bu nedenle, atom bombaları için varsayılan bir yıkım gücü değeri belirlemek zordur. Ancak, genel olarak atom bombalarının yıkım gücü, TNT patlayıcısının patlama gücüne eşit miktarda enerji açığa çıkaran bir nükleer patlamanın büyüklüğünü ifade eden megaton (MT) veya kiloton (KT) cinsinden ölçülür. Bir megaton, bir milyon ton TNT'nin patlama gücüne eşittir. Bir kiloton ise bin ton TNT'nin patlama gücüne eşittir.

Atom bombalarının yıkım gücünün etkileri ise şöyle sınıflandırılabilir:

• Ateş topu: Patlama anında oluşan ve saniyeler içinde genişleyen aşırı sıcak ve parlak küredir. Ateş topunun çapı, bombanın yıkım gücüne bağlı olarak değişir. Örneğin, Hiroşima'ya atılan 15 KT'lik bombanın ateş topunun çapı yaklaşık 370 metre iken, Çar Bombası olarak bilinen 50 MT'lik bombanın ateş topunun çapı yaklaşık 3.5 kilometre idi. Ateş topu, yakınındaki her şeyi yakar ve eritir.

• Basınç dalgası: Patlama sonucunda oluşan şok dalgasıdır. Basınç dalgası, hava moleküllerini hızla iterek ses hızından daha hızlı ilerler. Basınç dalgası, binaları yıkar, ağaçları devirir, araçları savurur ve insanları öldürür veya yaralar. Basınç dalgasının etki alanı, bombanın yıkım gücüne bağlı olarak değişir. Örneğin, Hiroşima'ya atılan bombanın basınç dalgası yaklaşık 1.6 kilometrelik bir alanda etkili iken, Çar Bombası'nın basınç dalgası yaklaşık 35 kilometrelik bir alanda etkili idi.

• Termal radyasyon: Patlama sonucunda oluşan elektromanyetik radyasyondur. Termal radyasyon, görünür ışık, kızılötesi ışık ve ultraviyole ışık gibi dalga boylarından oluşur. Termal radyasyon, ateş topundan daha geniş bir alana yayılır ve ciddi yanıklara neden olur. Termal radyasyon ayrıca yangınları da başlatır ve yangın fırtınalarına yol açabilir. Termal radyasyonun etki alanı, bombanın yıkım gücüne bağlı olarak değişir. Örneğin, Hiroşima'ya atılan bombanın termal radyasyonu yaklaşık 3.2 kilometrelik bir alanda etkili iken, Çar Bombası'nın termal radyasyonu yaklaşık 100 kilometrelik bir alanda etkili idi.

• İyonlaştırıcı radyasyon: Patlama sonucunda oluşan nükleer radyasyondur. İyonlaştırıcı radyasyon, gama ışınları, nötronlar ve alfa ve beta parçacıkları gibi dalga boylarından oluşur. İyonlaştırıcı radyasyon, canlı hücrelere zarar verir ve akut radyasyon hastalığı, kanser, genetik hasar ve ölüme neden olabilir. İyonlaştırıcı radyasyonun etki alanı, bombanın yıkım gücüne, patlama yüksekliğine ve hava koşullarına bağlı olarak değişir. Örneğin, Hiroşima'ya atılan bombanın iyonlaştırıcı radyasyonu yaklaşık 1.3 kilometrelik bir alanda etkili iken, Çar Bombası'nın iyonlaştırıcı radyasyonu yaklaşık 77 kilometrelik bir alanda etkili idi.

• Elektromanyetik darbe: Patlama sonucunda oluşan elektromanyetik alan değişimidir. Elektromanyetik darbe, elektrikli ve elektronik cihazlara zarar verir veya bozar. Elektromanyetik darbenin etki alanı, bombanın yıkım gücüne, patlama yüksekliğine ve hedefin coğrafi özelliklerine bağlı olarak değişir. Örneğin, Hiroşima'ya atılan bombanın elektromanyetik darbesi yaklaşık 2 kilometrelik bir alanda etkili iken, Çar Bombası'nın elektromanyetik darbesi yaklaşık 1.000 kilometrelik bir alanda etkili idi.

TNT eşdeğeri, patlamalarda salınan enerjinin miktarının ölçülmesinde kullanılan bir birimdir. TNT tonu 4,184 gigajoulelük enerji birimine eşittir ki bu değer de yaklaşık olarak bir ton ağırlığında TNT patlamasına eşittir. TNT megatonu ise 4,184 petajoulelük enerji birimine eşittir.[1] Bununla birlikte TNT, atomik olmayan geleneksel patlayıcıların en etkilisi değildir. Örneğin dinamit, %60 daha fazla enerji yoğunluğu barındırır (TNT'nin 4,7 MJ/kg birimine karşılık yaklaşık olarak 7,5 MJ/kg).

TNT kilotonu ve megatonu; geleneksel olarak, nükleer silahların enerji çıkışını ve bu şekilde yıkım gücünü oranlamak için kullanılır (bakınız Nükleer silahların patlama gücü). Bu birim, çeşitli nükleer silah kontrolü antlaşmalarında geçer ve nükleer silahların, TNT gibi alelade patlayıcı maddelerle kıyaslanarak, yıkım gücü hakkında bir fikir verir. Son dönemlerde bu birim, asteroid çarpması gibi, diğer yıkıcı olayların enerji çıkışının tasvir edilebilmesi için de kullanılmıştır.

Değer

Bir gram TNT, patlama sırasında 4100 ila 4602 Joulelük enerji açığa çıkarır. TNT tonunu tanımlamak için bu değer, tam olarak olarak 1 gram TNT = 4184 J eşitliğiyle standart hale getirilmiştir.[2] Bu durum, bir gram TNT'nin patlamayla açığa çıkardığı enerjinin, tam bir kilokalorilik enerjiye eşitlenmesini sağlayarak kolaylık oluşturmuştur.

Patlayıcı maddenin enerjisi, patlamanın termodinamik iş enerjisi kullanılarak hesaplanır, TNT'nin enerjisi çok sayıda patlama deneyleri sonucunda 4686 J/g olarak ölçülmüştür ancak teorik olarak hesaplandığında 4853 J/g bulunmuştur.[3]

Bir gram TNT patlamasının saf ısı çıkışı 2724 J[4] olarak hesaplanmıştır ancak bu değer, patlayıcı maddelerin etkileri hesaplanırken göz önüne alınan bir değer değildir.

Alternatif TNT eşdeğeri patlamanın hangi anında bu değerin ölçüldüğü ve hangi özelliğin karşılaştırıldığına bağlı olarak hesaplanabilir.[5][6][7][8]

TNT'nin bir kilotonu, her kenarı 8,46 metre olan bir küp TNT olarak görselleştirilebilir.

TNT'nin gram cinsinden birimi Simge TNT'nin ton cinsinden birimi Simge Enerji çıkışı

TNT gramı g TNT mikrotonu μt 4.184×103 J

TNT kilogramı kg TNT militonu mt 4.184×106 J

TNT megagramı Mg TNT tonu t 4.184×109 J

TNT gigagramı Gg TNT kilotonu kt 4.184×1012 J

TNT teragramı Tg TNT megatonu Mt 4.184×1015 J

TNT petagramı Pg TNT gigatonu Gt 4.184×1018 J

Örnekler

Konvansiyonel bombaların enerji çıkışı 1 tondan daha az da olabilir, FOAB'da olduğu üzere 44 tona da ulaşabilir.

1985'te ABD tarafından 4 kilotonluk (17 TJ) nükleer bomba simulasyonu yapabilmek için 4400 ton ANFO kullanılarak gerçekleştirilen Minor Scale isimli patlamanın, tarihin nükleer güç kullanılmadan gerçekleştirilen en büyük patlama isı olduğu düşünülmektedir.

Hiroşima'ya 6 Ağustos 1945 tarihinde bırakılan Little Boy isimli atom bombası, 15 kilotonluk (63 TJ) bir kuvvetle patlamıştır.

Günümüzde, ABD'nin cephaneliğindeki nükleer silahlar, 0.3 kiloton (1.3 TJ) ile B83'ün sahip olduğu 1.2 megaton (5 PJ) aralığında patlama kuvvetine sahiptir

Soğuk Savaş sırasında; ABD, test edilmemiş, maksimum teorik patlama gücü 25 megatonluk (105 PJ) hidrojen bombaları üretirken, SSCB, Çar Bombası lakaplı prototip bir silah geliştirmiştir, test sırasında tehlike arz etmesinden dolayı patlama gücünü düşürmek amacıyla içindeki bir miktar uranyum, kurşunla değiştirilmiştir ve test soncunda 50 megatonluk (210 PJ) bir patlama gerçekleşmiştir. Bu bombanın etkisi düşürülmemiş maksimum teorik patlama gücü 100 megatondur (420 PJ)[9] Bu tür silahların gerçek yıkım potansiyeli; hangi yükseklikte patlatıldıkları, hedefin yapısı ve patlatıldıkları arazinin fiziksel koşulları gibi çeşitli şartlara bağlıdır.

1 megatonluk (4.2 PJ) TNT'nin içinde, 2007 yılının ortalama bir Amerikan evine 103,474 yıllık enerji sağlayacak bir patlama gücü bulunur.[10] Örneğin, enerji salınımı üst sınırının 30 megaton (130 PJ) olduğu düşünülen Tunguska olayı, bahsedilen eve 3,104,226 yıl boyunca enerji sağlayabilir. Diğer bir bakış açısıyla bu patlama, tüm ABD'ye 3.27 gün enerji sağlayabilir.[11]

2004 Hint Okyanusu depreminin 9,560 gigatonluk (40,000 EJ) enerji çıkışı vardır, ancak depremin ME'si (yüzeyel yırtılma enerjisi veya hasar potansiyeli) 26.3 megaton (110 PJ) gibi çok daha küçük bir değere sahipti.

Küresel olarak nükleer cephanelerde 5 gigatonluk (5.000.000.000 ton TNT'lik) yıkım kapasitesine sahip yaklaşık 30,000 savaş başlığı blunur.

Shoemaker-Levy 9 kuyrukluyıldızının en büyük parçası Jüpiter'e çarptığında ortaya çıkan yaklaşık enerji tahminen 6.000 gigatonluktur (6.000.000.000.000 tonluk TNT).

1 kilogramlık maddenin, eşit miktarda antimadde ile yok edilmesiyle tüm kütle, maksimum teorik patlama gücü 43 megatonluk (180 PJ) bir enerjiye dönüşür (E=mc². Bununla birlikte, proton-antiproton yıkımında, salınan enerjinin yaklaşık %50'si tespit edilmesi çok zor olan nötrinolar halinde kaçar.[12] Elektron-pozitron yıkımında ise enerjinin tamamı gama ışını halinde açığa çıkar.

65 milyon yıl önce dinozorlar başta olmak üzere çeşitli canlı türlerinin neslini tüketen Chicxulub çarpışmasında yaklaşık olarak 96.000 gigatonluk enerji açığa çıktığı tahmin edilmektedir.

Yıkım gücü 2004 Hint Okyanusu depreminden birazcık daha az olsa da 2011 Tōhoku depremi ve tsunamisinin enerji miktarı, yüzeye ulaşan enerji miktarının 200,000 katıdır ve 9,320 gigaton (3.9×1022 joule) olarak hesaplanmıştır.[13] Bu enerji Hiroşima'ya atom bombası saldırısındakinin 600 milyon katıdır.

Çok daha büyük bir skalada, süpernova patlamalarında yaklaşık olarak 1028 megatonluk (1044 joule) enerji açığa çıkar. Bu patlamanın miktar olarak eşdeğeri, Dünya'nın %166,66'sı kadar TNT'dir. https://tr.wikipedia.org/wiki/TNT_e%C5%9Fde%C4%9Feri