Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Тротиловый эквивалент - это условное обозначение энергии, обычно используемое для описания энергии, выделяющейся при взрыве. Тонна тротила является единицей энергии определяется этой конвенцией быть4,184  гигаджоулей , [1] что является приблизительной энергией, выделяющейся при взрыве метрической тонны (1000 кг) тротила . Другими словами, на каждый грамм взорванного тротилаВыделяется 4184  килоджоулей (или 4 184 000 джоулей ) энергии.

Это соглашение предназначено для сравнения разрушительной силы события с разрушительностью традиционных взрывчатых материалов , типичным примером которых является тротил, хотя другие обычные взрывчатые вещества, такие как динамит, содержат больше энергии.

Килотонна и мегатонна [ править ]

« Килотонна (тротилового эквивалента)» - единица энергии, равная 4,184 тераджоуля (4,184 × 10 12  Дж ).

« Мегатонна (тротила)» - это единица энергии, равная 4,184 петаджоуля (4,184 × 10 15  Дж ).

Килотонна и мегатонна тротила традиционно использовались для описания выходной энергии и, следовательно, разрушительной силы ядерного оружия . Эквивалент TNT фигурирует в различных договорах о контроле над ядерным оружием и используется для характеристики энергии, высвобождаемой в таких других очень разрушительных событиях, как удар астероида . [2]

Историческое происхождение стоимости [ править ]

Альтернативные значения эквивалентности тротила могут быть рассчитаны в зависимости от того, какое свойство сравнивается, и когда в двух процессах детонации значения измеряются. [3] [4] [5] [6]

Если, например, сравнение проводится по выработке энергии, энергия взрывчатого вещества обычно выражается для химических целей как термодинамическая работа, производимая его детонацией. Для TNT это было точно измерено как 4686 Дж / г из большой выборки экспериментов с воздушным ударом и теоретически рассчитано как 4853 Дж / г. [7]

Но даже на этой основе сравнение фактических выходов энергии большого ядерного устройства и взрыва тротила может быть немного неточным. Небольшие взрывы TNT, особенно на открытом воздухе, обычно не сжигают углеродные частицы и углеводородные продукты взрыва. Эффекты расширения газа и изменения давления имеют тенденцию к быстрому «замораживанию» ожога. Большой открытый взрыв тротила может поддерживать температуру огненного шара на достаточно высоком уровне, так что некоторые из этих продуктов сгорают вместе с атмосферным кислородом. [8]

Такие различия могут быть существенными. В целях безопасности диапазон до2673–6702 Дж на грамм тротила после взрыва. [9]

Итак, можно констатировать, что ядерная бомба имеет мощность 15 кт (6,3 × 10 13  Дж ); но настоящий взрывКуча тротила 15 000  тонн может дать (например)8 × 10 13  Дж из-за дополнительного окисления углерода / углеводородов, отсутствующего при небольших зарядах на открытом воздухе. [8]

Эти сложности обходятся условностью. Энергия, выделяемая одним граммом тротила, была условно определена как 4184 Дж [10], что составляет ровно одну килокалорию .

Килотонну тротила можно представить как куб из тротила со стороной 8,46 метра (27,8 фута).

Преобразование в другие единицы [ править ]

Эквивалент 1 тонны в тротиловом эквиваленте составляет примерно:

  • 1,0 × 10 9 калорий
  • 4,184 × 10 9 джоулей
  • 3,968 31 × 10 6 британских тепловых единиц
  • 3,088 02 × 10 9 фут-фунтов
  • 1,162 × 10 3 киловатт-часов

Примеры [ править ]

Коэффициент относительной эффективности [ править ]

Относительный коэффициент эффективности (коэффициент RE) связывает разрушающую способность взрывчатого вещества и тротилового эквивалента в единицах эквивалента тротила / кг (TNTe / кг). Фактор RE - это относительная масса TNT, которой эквивалентно взрывчатое вещество: чем больше RE, тем мощнее взрывчатка.

Это позволяет инженерам определять правильные массы различных взрывчатых веществ при применении формул взрывных работ, разработанных специально для TNT. Например, если формула лесозаготовки требует заряда 1 кг тротила, то, исходя из коэффициента RE октанитрокубана, равного 2,38, для выполнения той же работы потребуется всего 1,0 / 2,38 (или 0,42) кг его. При использовании тэна инженерам потребуется 1,0 / 1,66 (или 0,60) кг для получения тех же эффектов, что и 1 кг тротила. С ANFO или нитратом аммония им потребуется 1,0 / 0,74 (или 1,35) кг или 1,0 / 0,32 (или 3,125) кг соответственно.

Однако вычислить единичный коэффициент RE для взрывчатого вещества невозможно. Это зависит от конкретного случая или использования. Учитывая пару взрывчатых веществ, можно произвести удвоенную мощность ударной волны (это зависит от расстояния до измерительных приборов), но разница в способности прямой резки металла может быть в 4 раза выше для одного типа металла и в 7 раз выше для другого типа. металл. Относительные различия между двумя взрывчатыми веществами с кумулятивными зарядами будут еще больше. Приведенную ниже таблицу следует рассматривать как пример, а не как точный источник данных.

*: TBX (термобарические взрывчатые вещества) или EBX (усиленные взрывчатые вещества) в небольшом замкнутом пространстве могут иметь более чем вдвое большую разрушительную силу. Суммарная мощность алюминизированных смесей строго зависит от условий взрыва.

Ядерные примеры [ править ]

См. Также [ править ]

  • Бризанс
  • Чистое количество взрывчатого вещества
  • Мощность ядерного оружия
  • По порядку величины (энергия)
  • Коэффициент относительной эффективности
  • Таблица скоростей детонации ВВ
  • Тонна
  • Тонна
  • Тонна нефтяного эквивалента , единица энергии почти ровно 10 тонн в тротиловом эквиваленте.

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Тонны (взрывчатых веществ) в калькулятор преобразования гигаджоулей» . unitconversion.org . Архивировано 17 марта 2017 года . Проверено 6 января 2016 .
  2. ^ «Калькулятор преобразования джоулей в мегатонны» . unitconversion.org . Архивировано 24 ноября 2009 года . Проверено 23 ноября 2009 .
  3. ^ Сорин Бастя, Лоуренс Э. Фрид, Курт Р. Глеземанн, У. Майкл Ховард, П. Кларк Соуэрс, Питер А. Вителло, Руководство пользователя Cheetah 5.0, Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса, 2007.
  4. ^ Maienschein, Джон Л. (2002). Оценка эквивалентности взрывчатых веществ с помощью термохимического подхода (PDF) (Технический отчет). Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. UCRL-JC-147683. Архивировано из оригинального (PDF) 21 декабря 2016 года . Проверено 12 декабря 2012 года .
  5. ^ Maienschein, Джон Л. (2002). Эквивалентность различных взрывчатых веществ - оценка для расчета предельной нагрузки в резервуарах для сжигания кучек (Технический отчет). Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. EMPE-02-22.
  6. Каннингем, Брюс Дж. (2001). Эквивалент C-4 / tnt (Технический отчет). Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. ЭМПЭ-01-81.
  7. ^ Купер, Пол В. (1996). Взрывчатая техника . Нью-Йорк: Wiley-VCH. п. 406. ISBN. 978-0-471-18636-6.
  8. ^ a b Чарльз Э. Нидхэм (3 октября 2017 г.). Взрывные волны . п. 91. ISBN 978-3319653822. OCLC  1005353847 . Архивировано 26 декабря 2018 года . Проверено 25 января 2019 года .
  9. Взрывные эффекты внешних взрывов (Раздел 4.8. Ограничения метода эквивалента TNT). Архивировано 10 августа 2016 года на Wayback Machine.
  10. ^ «Приложение B8 - Коэффициенты для единиц, перечисленных в алфавитном порядке» . 2009-07-02. Архивировано 29 января 2016 года . Проверено 29 марта 2007 .В руководстве NIST SI 2008
  11. ^ "Дуговый взрыв Tri-Nitro-Toluene TNT Тротиловый эквивалент - ARCAD INC" . arcblasts.com . Архивировано 12 июня 2015 года . Проверено 8 апреля 2015 .
  12. ^ Атасси, Басма; Сиргани, Сара; Нараян, Чандрика (13 декабря 2016 г.). «Местные СМИ: в результате взрыва Каирского собора погибли не менее 25 человек» . CNN . Архивировано 10 апреля 2017 года . Проверено 5 апреля 2017 года .
  13. ^ Гомер-Диксон, Томас Ф; Гомер-Диксон, Томас (2002). Разрыв в изобретательности . п. 249. ISBN 978-0-375-71328-6. Архивировано 14 января 2021 года . Проверено 7 ноября 2020 .
  14. ^ Fuwad, Ахамад (5 августа 2020). «Взрыв в Бейруте: как получится 2750 тонн нитрата аммония по сравнению с взрывом в Галифаксе и бомбардировкой Хиросимы?» . ДНК Индии . Архивировано 6 августа 2020 года . Дата обращения 7 августа 2020 .
  15. Персонал, WSJ (6 августа 2020 г.). «Взрыв в Бейруте: что произошло в Ливане и все остальное, что вам нужно знать» . Wall Street Journal . ISSN 0099-9660 . Архивировано 6 августа 2020 года . Дата обращения 7 августа 2020 . 
  16. ^ Ригби, SE; Lodge, TJ; Alotaibi, S .; Barr, AD; Кларк, SD; Лэнгдон, GS; Тяс, А. (22.09.2020). «Предварительная оценка урожайности взрыва в Бейруте 2020 года с использованием видеозаписей из социальных сетей» . Ударные волны . 30 (6): 671–675. DOI : 10.1007 / s00193-020-00970-Z . ISSN 1432-2153 . Архивировано 14 января 2021 года . Проверено 27 сентября 2020 . 
  17. ^ TECH ПРЕДСТАВИТЕЛИ INC ALBUQUERQUE NM (1986). «Событие незначительного масштаба, отчет о выполнении теста». hdl : 100,2 / ADA269600 . Cite journal requires |journal= (help)
  18. ^ a b «Хиросима и Нагасаки: долгосрочные последствия для здоровья» . Проект К1 . 2012-08-09. Архивировано 23 июля 2015 года . Проверено 7 января 2021 .
  19. ^ «Часто задаваемые вопросы - Электричество» . Министерство энергетики США . 2009-10-06. Архивировано 23 ноября 2010 года . Проверено 21 октября 2009 . (Рассчитано на основе ежемесячного потребления 936 кВтч в 2007 г.)
  20. ^ "Сравнение стран :: Электроэнергия - потребление" . The World Factbook . ЦРУ . Архивировано из оригинала на 2012-01-28 . Проверено 22 октября 2009 . (Рассчитано на основе годового потребления 3,892,000,000,000 кВтч в 2007 г.)
  21. ^ "Часто задаваемые вопросы NOAA: сколько энергии выделяет ураган?" . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Август 2001. Архивировано 02 ноября 2017 года . Проверено 30 июня 2009 . цитирует 6E14 ватт непрерывно.
  22. ^ Боровски, Стэнли К. (март 1996). Сравнение термоядерных / антипротонных силовых установок . 23-я конференция по совместным двигательным установкам. Исследовательский центр Гленна НАСА . DOI : 10.2514 / 6.1987-1814 . ЛВП : 2060/19960020441 .
  23. ^ См В настоящее время развернуто в США урожайности ядерного оружия в архиве 7 сентября 2016, в Wayback Machine , полный список всех США ядерного оружия Архивированных 16 декабря 2008 года, в Wayback Machine , царь Bomba в архиве 17 июня 2016, в Wayback Machine , все из архива ядерного оружия Кэри Саблетт.
  24. ^ «Статус мировых ядерных сил» . fas.org . Архивировано 8 мая 2017 года . Проверено 4 мая 2017 .
  25. ^ «Ядерное оружие: у кого есть что вкратце» . armcontrol.org . Архивировано 24 января 2018 года . Проверено 4 мая 2017 .
  26. ^ «Глобальное ядерное оружие: уменьшение, но модернизация» . Стокгольмский международный институт исследования проблем мира . 13 июня 2016. Архивировано 7 октября 2016 года . Дата обращения 4 мая 2017 .
  27. ^ Кристенсен, Ганс М .; Норрис, Роберт С. (3 мая 2016 г.). «Ядерные силы России, 2016» . Бюллетень ученых-атомщиков . 72 (3): 125–134. Bibcode : 2016BuAtS..72c.125K . DOI : 10.1080 / 00963402.2016.1170359 - через Тэйлор и Фрэнсис + NEJM.
  28. ^ Кристенсен, Ханс М; Норрис, Роберт S (2015). «Ядерные силы США, 2015». Бюллетень ученых-атомщиков . 71 (2): 107. Bibcode : 2015BuAtS..71b.107K . DOI : 10.1177 / 0096340215571913 . S2CID 145260117 . 
  29. ^ «Свести к минимуму вред и риски безопасности ядерной энергии» . Архивировано из оригинала на 2014-09-24 . Проверено 4 мая 2017 .
  30. ^ Кристенсен, Ханс М; Норрис, Роберт S (2015). «Ядерные силы Китая, 2015». Бюллетень ученых-атомщиков . 71 (4): 77. Bibcode : 2015BuAtS..71d..77K . DOI : 10.1177 / 0096340215591247 . S2CID 145759562 . 
  31. ^ "USGS.gov: Решение USGS WPhase Moment" . Earthquake.usgs.gov. Архивировано из оригинального 14 марта 2011 года . Проверено 13 марта 2011 года .
  32. ^ Durand-Manterola, HJ; Кордеро-Терсеро, Г. (2014). «Оценка энергии, массы и размера импактора Chicxulub». arXiv : 1403.6391 [ astro-ph.EP ].
  33. ^ Маселли, А .; Меландри, А .; Nava, L .; Манделл, CG; Kawai, N .; Campana, S .; Covino, S .; Каммингс, младший; Cusumano, G .; Evans, PA; Ghirlanda, G .; Ghisellini, G .; Guidorzi, C .; Кобаяши, С .; Kuin, P .; LaParola, V .; Mangano, V .; Oates, S .; Сакамото, Т .; Серино, М .; Вирджили, Ф .; Zhang, B.-B .; Barthelmy, S .; Beardmore, A .; Бернардини, MG; Bersier, D .; Burrows, D .; Calderone, G .; Capalbi, M .; Чан Дж. (2014). «GRB 130427A: Обыкновенный монстр поблизости». Наука . 343 (6166): 48–51. arXiv : 1311.5254 . Bibcode : 2014Sci ... 343 ... 48M . DOI : 10.1126 / science.1242279 . PMID 24263134 . S2CID  9782862 .
  34. ^ Армии США FM 3-34.214: Взрывчатые вещества и отбойные , 2007, стр 1-2.
  35. ^ Török, Золтан; Озуну, Александру (2015). «Опасные свойства нитрата аммония и моделирование взрывов в тротиловом эквиваленте». Журнал экологической инженерии и менеджмента . 14 (11): 2671–2678. DOI : 10,30638 / eemj.2015.284 .
  36. ^ Правительство Квинсленда. «Требования к хранению чувствительной к безопасности нитрата аммония (SSAN)» . Архивировано 22 октября 2020 года . Проверено 24 августа 2020 .
  37. ^ "Whitehall Paraindistries" . Архивировано 10 февраля 2017 года . Проверено 31 марта 2017 .
  38. ^ "FM 5–250" (PDF) . bits.de . Министерство армии США. Архивировано 5 августа 2020 года (PDF) . Проверено 23 октября 2019 года .
  • Томпсон, А .; Тейлор, Б.Н. (июль 2008 г.). Руководство по использованию Международной системы единиц (СИ) . Специальная публикация NIST. 811 . Национальный институт стандартов и технологий. Версия 3.2.
  • Часто задаваемые вопросы о ядерном оружии, часть 1.3
  • Родос, Ричард (2012). Создание атомной бомбы (изд. К 25-летию). Саймон и Шустер. ISBN 978-1-4516-7761-4.
  • Купер, Пол В. (1996), Разработка взрывчатых веществ , Нью-Йорк: Wiley-VCH, ISBN 978-0-471-18636-6
  • HQ Department of the Army (2004) [1967], Field Manual 5-25: Explosives and Demolitions , Washington, DC: Pentagon Publishing, pp. 83–84, ISBN. 978-0-9759009-5-6
  • Explosives - Compositions , Александрия, Вирджиния: GlobalSecurity.org , получено 1 сентября 2010 г.
  • Урбанский, Тадеуш (1985) [1984], Химия и технология взрывчатых веществ , Тома I – IV (второе изд.), Oxford: Pergamon
  • Матье, Йорг; Стаки, Ганс (2004), "Военно - бризантных взрывчатых веществ", Chimia Международный журнал по химии , 58 (6): 383-389, DOI : 10,2533 / 000942904777677669 , ISSN  0009-4293
  • 3. Термобарические взрывчатые вещества, дополнительные энергетические материалы, 2004 , Национальная академии Press, nap.edu, 2004, DOI : 10,17226 / 10918 , ISBN 978-0-309-09160-2