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闻宝联,工学博士,教授级高工,天津市市政工程研究院副总工程师,同济大学、天津大学校外硕士导师,新加坡《urban transportation &construction》杂志副主编,中国土木工程学会混凝土质量专业委员会委员,中国土木工程学会混凝土耐久性专业委员会委员,中国建筑业协会混凝土分会专家组成员,中国腐蚀与防护学会建筑工程专业委员会委员,中国商品混凝土企业联合会专家委员会主任委员,中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品协会理事,数十项国家重点工程混凝土专项技术指导。

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核武器爆炸威力为什么用TNT当量来计算?专家称它的威力非最强  

2015-08-21 08:19:12|  分类: 风光,百科 |  标签: |举报 |字号 订阅

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核武器爆炸威力为什么用TNT当量来计算?专家称它的威力非最强 - 红山战友博客 - 红山战友博客 图说军事 2015-08-19 16:25

核武器爆炸威力为什么用TNT当量来计算?专家称它的威力非最强

图片为美军一次原子弹爆炸引起的蘑菇云,我们常常看到形容一种武器爆炸的威力或者核武器的爆炸威力时,用到一个很专业的名词“TNT当量”,这个名词到底是什么意思呢?TNT是不是威力最强大的炸药呢?今天我们就来说说爆炸物和爆炸的各种知识。

文/毕仙

一、TNT当量是一个相对概念 作为能量单位来使用

【鹰眼图说军事 天天涨姿势栏目第45期】核武器威力是指核爆炸时所释放的能量,通常用“TNT当量”(简称当量)来表示。它的含义是指核爆炸时放出的能量相当于多少吨TNT炸药爆炸时放出的能量。例如,一颗原子弹爆炸时所放出的能量相当于2万吨TNT炸药爆炸时放出的能量,那么,该原子弹的威力就为2万砘当量。核武器按其当量的大小可分为千吨级、万吨级、十万吨级、百万吨级和千万吨级等,用TNT当量来计算核武器的威力,只是对其能量的笼统计算,实际上,各种武器爆炸的威力是不同的,而核武器则更加不同。

这就是为什么TNT当量相同,但爆炸物性质上的差异,所形成的破坏作用截然不同。比如燃烧空军炸弹爆炸和战斧式巡航导弹的战斗部爆炸威力是不同的,同样的燃烧空军炸弹爆炸的威力也是难以企及小型战术核武器爆炸的。首先,爆炸物在爆炸时形成的高温、高压对周围介质产生强烈的冲击和压缩作用,使与其相接触或接近的物体产生运动、变形、破坏等有害效应,称为爆炸效应。

核武器爆炸威力为什么用TNT当量来计算?专家称它的威力非最强

爆炸效应的大小,用爆炸物的做功能力即爆炸威力或爆炸能量来表示。爆炸能量可以理论计算,也可能用实验求得。TNT的爆炸能量为4186. 8kJ/kg (1000kcal/kg)。通常以此作为TNT当量,用来计算和评价爆炸效应。不过,我们能够直接用多少吨爆炸当量来转换为其他武器的爆炸威力吗?显然这个问题是在偷换概念,我们以20吨TNT当量爆炸能量转换为“战斧”巡航导弹为例子,这样的转换,看似更为易懂,但这其中却又在偷换概念,特别容易造成误判。

首先要说因为目前军用武器的炮弹、导弹(包括“战斧”)战斗部上早已不是单一的TNT而是以TNT、RDX黑索金、HMX奥托金、PETN太恩为主的高能混合炸药,这其中的后几样炸药爆炸威力是TNT的数十倍,但因为TNT使用较早而逐渐成为表述爆炸能量的基本单位。虽然在这种对比转换中的爆炸能量是近乎等同的,但因为爆炸物(化学品爆炸与军用高爆药)性质上的差异,爆炸时的“爆速”、“猛度”等重要性能衡量指标的不同,最终对周围物体破坏程度是截然不同的。

进一步来说,同样的爆炸能量,在武器的战斗部上往往是要求在极短的时间内尤为集中的在目标区释放,从而对目标形成更高温度和更强的压力(冲击波)来破坏杀伤目标。另外,像火炮射击的榴弹、飞机携带的航弹等,其杀伤机理上内部装填炸药的爆炸只是一方面,另一方面还有着炸药引爆后所形成的弹体碎片。在这次事件中,化学品的爆炸,在能量释放的过程中较于战斧等军用武器的战斗部而言,无疑是作用时间更长,波及范围更广,所产生的温度和高压冲击波相对要小得多、“温和”得多。

核武器爆炸威力为什么用TNT当量来计算?专家称它的威力非最强

二、不能将TNT当量用作爆炸物威力的全部依据 核武器非常规武器可比

另外,对于这种爆炸能量类比转换,还有些人称常规武器爆炸也可以用来对比小型战术核武器,虽然在广义下,小型战术核武器的TNT当量都在千吨以上通过大口径火炮来发射的,但也是有着美国的可以通过无后坐力炮发射的“戴维”,TNT当量在10吨。但同样,看似这次事件等同于2枚“戴维”超迷你级的战术核武器。但还是上述原因,化学品爆炸与战术核武器的自身属性、爆炸毁伤机理上的差异,这种类比转换依旧不等价。特别是核武器,非常之迅速的核反应过程下释放出的强冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和核电磁脉冲等杀伤破坏作用,这是让所有常规的炸药这类化学能武器都汗颜的。

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