如果5000吨核弹当量击中航母中心爆炸,能不能把航母蒸发掉?
很遗憾,不能。5000吨级核弹无论在航母哪儿爆炸,都没法将之蒸发掉,顶多炸散。
二战中两颗原子弹的威力都在2万吨左右,二战以后“十字路口行动”爆炸的两颗原子弹也有2.3万吨的数字。相比之下,5000吨算个什么呢?顶多是个小型化的核武器罢了。
言归正传,有没有船只被“蒸发”的实际案例呢?有,1946年“十字路口行动”中的一艘登陆舰LSM就被认为是“气化”了。
“十字路口行动”(Operation Crossroads)是二战后美军在马绍尔群岛进行的一次核试验,分别进行了名为“Able”和“Baker”的两次核试验。“Able”是空爆,名为“Gilda”的原子弹爆炸高度158米,“Baker”是水下核爆,名为“Helen of Bikini”的原子弹爆炸深度为水下27米。
美军为这次核试验云集了大量的战舰、运输船、登陆舰、潜艇,比如我们熟悉的萨拉托加和独立号航母、欧根亲王号重巡、内华达、纽约、宾夕法尼亚、阿肯色、长门战列舰等等,全部放在核爆中心范围内挨炸。
LSM型登陆舰属于美军二战中使用相当普遍的一型多功能输送舰只,共生产了3000多艘,仅被日军通过“神风”击毁了寥寥几艘而已。全舰长62米,宽10.5米,满载排水量1095吨,能承载5辆M4“谢尔曼”或6辆LVT水陆坦克,或者2辆中型坦克加7辆轻型坦克。
当年“十字路口”行动中,正是编号60的LSM登陆舰充当了“Baker”水下核试验的第一靶舰,同时它也是原子弹的挂载舰和引爆器。2.3万吨的原子弹被安置在它舰下27米水深处。试验场地比基尼环礁的平均海床深度为51米,海底为浅沙硬质岩底和珊瑚礁盘。
试验过后,在官方的调查行动中,没有再搜寻到LSM-60的任何残留,因此这艘登陆舰被认定为“气化”。但有种说法是LSM-60的船只碎片并不是不存在,而是经过原子弹的打击和抛洒,无法有效辨认。毕竟当时54艘参演军舰,其中沉没的9艘大多在爆心900米内(许多船都接受过第一次的空爆核弹直击),而这些船只都保存了相当的结构完好。
在距离排布上,除了最近的LSM-60登陆舰外,被击沉的舰只依次下来为:
阿肯色号战列舰 160米 被掀飞当场沉没
领航鱼号潜艇 332米 失衡艇翻沉没
萨拉托加号航母 410米 2次核爆未沉 被当做靶舰击沉
YO-160油轮 480米 倾覆
长门号战列舰 700米 2次核爆未沉 几天后因为无损管进水沉没
鲣鱼号潜艇 730米 倾覆
天竺鲷号潜艇 780米 倾覆
浮船坞ARDC-13 1050米 倾覆
欧根亲王号重巡 1500米 重创 几个月后在夸贾林环礁自沉
(再远的不必写了,想必超过1500米有些人已经不认为是核爆范围)
△表面被烧得焦黑的长门号战列舰,并没有太大的结构破坏
△410米外被攻击的的萨拉托加号因为放射沾染太重被自己人击沉,并不存在“蒸发”。
你看,2.3万吨原子弹的外部威力并没有将核爆中心圈范围内的战舰们蒸发掉,仅有一艘距离27米的千吨级的登陆舰被“疑似”气化。如果当量缩减为5000吨,那么仅相当于此次原子弹试验约4分之1的威力。
那么把5000吨级当量的原子弹放到航母甲板上去,这样总该能把航母“蒸发”了吧?依然难。
一枚原子弹的温度并没有人们想象的那么可怕,原子弹只是个链式裂变反应,与太阳那样的聚变反应有本质区别。太阳表面温度为6000摄氏度,中心温度2000万摄氏度,那些动辄喊出原子弹几亿度的人情何以堪?
这种超高温一般都是通过模型和公式计算出的,人类没仪器测量千万度高温。不过一般用作氢弹扳机的原子弹温度在1400万摄氏度以上,这样它才能作为氢弹的引爆器,让氘氚重氢在高温下产生聚变反应。
核爆仅几秒钟时间,温度就会呈断崖式下降。在这种超短时间的高温作用下,钢铁可以产生局部的气化和一定面积的融化,但温度作用时间太短了,根本不足以让几万吨的航母“蒸发”。钢铁的沸点在2700-3000摄氏度,在气化和融化过程中,原子弹的能量已经衰减并消耗了;我们看到的那个火球,温度仅1500度上下,刚够钢铁熔点,还没炼钢炉厉害,沸点都没到谈什么蒸发?
顺便拿个对比,我们常见的电弧焊温度是6000度左右,有的还更高点。乙炔气焊火焰温度在3000度上下,在几秒钟内它们能对钢铁造成什么样的影响呢?威力肯定是有,但几百米的航母对比当量有限的原子弹,它的影响力和规模都相当有限。
△“十字路口”中被冲击波打烂的“独立号”航母,这船其实大体没啥事儿
5000吨级原子弹放在航母甲板上,肯定能在冲击波和高温的双重作用下,将这艘航母撕碎,但不见得能把它“蒸发”,毕竟气化的条件太苛刻了,一颗小核弹又不是太阳。
还有其它的案例,可以参考参考,比如中国和美国的核试验:
上图是美国第一次实弹试验“三体”中引爆的核弹“小玩意儿”,它的当量为2万吨,与广岛、长崎核弹,还有比基尼环礁的核弹没差不多。“小玩意”是钚弹,“小男孩”是铀弹,“胖子”是钚弹。“十字路”的两枚都是胖子式的钚弹。
人们本来准备了一个收集核爆钚的钢罐,但最终没使用它,这个钢罐被当做参照靶挂到了原子弹旁边,距离为730米。
“小玩意儿”爆炸后,诞生了直径为200多米的火球,冲击波将试验场夷为平地。
但是钢罐却没有受到丝毫损伤,连建筑的钢筋、木头都没有受到什么性质损坏,只是架子被冲击波吹塌了。
中国的原子弹爆炸表现的更直观,原子弹被安放在戈壁中的高塔引爆,下面的支撑体是非常高大的钢梁。
这颗2万吨级的原子弹摧毁了周围的一切,只是摧毁,钢梁结构被撕碎甚至弯曲,但它依然存在。这点东西比起2-12万吨级的航母如何?标题那个5000吨级核弹显然没法将一艘航母给气化,也就将之炸碎罢了。
离爆心很近的坦克,虽然被炸得支离破碎,有的还燃起了火焰,可是被“蒸发”的恐怕也就表面的油漆等部分。
稍远点的还有歼击机,铝合金的熔点在600-700度,沸点2000多度;起码上图的歼击机蒙皮是没啥事儿的,LOGO油漆都没掉。
那么就到这里了,请问那些说航母将在1秒内被气化的童鞋作何感想呢?
如果5000吨核弹当量击中航母中心爆炸,能不能把航母蒸发掉?
原子弹在实战中并没有攻击过海上目标,美国在原子弹试验时采用国海上引爆的方式,巨大的冲击力会在海面掀起巨大的海浪,就像发生了海啸一般,非常惊人。
回到题主提到的问题,5000吨级的原子弹击采用地爆的方式,击中航母中心后爆炸,仍不能把航母蒸发掉,只能将航母完全报废而已。
原因如下:1克黄色炸药(TNT)完全爆炸放出的能量为4184焦耳,大家对于焦耳可能没多少概念,将重量为1公斤的石头拿起来匀速提到高为1米的桌子上所做的功大概为10焦耳,1吨TNT爆炸放出的能量就为4184MJ能量,5000吨级的原子弹爆炸,放出的能量大约为q=4184MJ*5000=20920000MJ=2.092*10^13焦耳。根据阿基米德原理,航母排水量即是航母的自重,辽宁号航母排水量为6.75万吨,福特级航母排水量为11.2万吨,尼米兹级航母排水量为9.15万吨,俄罗斯库兹涅佐夫元帅号航空母舰排水量为6.5万吨,法国戴高乐号42500吨,辽宁号航母67,500吨,中型航母的排水量为3万吨到6万吨,6万吨以上的排水量称为大型航母,10万吨以上航母称为超大型航母。
假设航母自重为6万吨,以最普通的铁为例,.铁的沸点是2750摄氏度,比热容C为0.46×10^3J/(kg·℃),即一公斤铁温度每升高一摄氏度吸收的热量为0.46×10^3J,从室温20℃升高到2750℃,每公斤铁吸收的热量为Q"=CmδT=0.46×10^3J/(kg·℃)*1kg*(2750℃-20℃)=1.2558*10^6kJ。
想要把6万吨的航母蒸发需要的热量Q=60000*10^3*1.2558*10^6kJ=7.5348*10^16J。
结论从计算结果上来看蒸发航母所需要的能量Q是远大于5000吨级的原子弹爆炸所放出的热量q的,前者比后者大三个数量级以上,其实即使5000万吨级的原子弹也无法将一艘6万吨级的航母瞬间气化的,因为原子弹爆炸放出能量并非全部转为热能,还要以冲击波、光辐射、早期辐射的形式释放,加之航母所有的钢铁并不是挤在一起的,还有很大一部分处于水下。因此利用原子弹摧毁一艘航母是完全有可能的,但是想要蒸发一艘航母绝对是不可能的。
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如果5000吨核弹当量击中航母中心爆炸,能不能把航母蒸发掉?
你是不是想要问5000万吨当量的核武器,假如是5000万吨级的核武器的话,不管是多么先进的常规武器都会化为灰烬,自然也包括10万吨级别的超级航母。假如是5000吨级的核弹的话,能不能摧毁航母就另当别论了。5000吨当量的核弹属于威力较小的核武器,摧毁能力相对较低一些。在历史上没有用核武器打航母的实战战绩,世界上两颗用于实战爆炸的核武器分别是小男孩和胖子,胖子和小男孩都是2万吨当量的原子弹,因为二战时期的技术水平不如现在,因此现在5000吨当量的核弹应该能够达到二战时期小男孩和胖子的威力。核武器爆炸中心的温度极高,能够将碳基生物气化,还能够融化掉大理石等坚硬物体。
不过航母也没有我们想象中那么脆弱,现代军舰在建造的时候都会考虑到防核武器这一点,即使是驱逐舰也具备防止核辐射和生化武器的能力。作为世界上最精密的军舰,航母无论是舰体材料还是内部构造上都做到了精益求精,绝不是简简单单就能击沉的。况且用核武器打航母,真的能不能打中也是一个问题,航母的身边一般都会跟随着三艘以上的宙斯盾防空舰。这种舰艇可以构造三层防空网,能够拦截绝大多数来袭的导弹。当携带核武器的导弹到达航母数百公里之外的时候,航母战斗群就已经做好了拦截的准备。拿美国航母战斗群来说,一个美国航母战斗群拥有至少500枚标准防空导弹。即使同时面对10枚以上的携带核弹头的导弹袭击也能够从容应对。当然也可能会存在一些幸运的导弹,能够突破了三层防御护网,真正打到航母身上的。
如果5000吨核弹当量击中航母中心爆炸,能不能把航母蒸发掉?
谢邀,核武器的问题问W君就可以了。
这是一个算术题,告诉下你怎么解题:
如果要蒸发掉一个物体,那么我们从理想条件下计算一下所需要的热量就可以了。
以福特号航母为例,这是一个排水量为101600吨的巨舰
当然了,这是满载排水量,咱们就这么计算,给你个解题思路。
暂时用航母最主要的钢材来核算整体重量。美军的航母采用的是HY-80钢材,这是成分表:
成分中除了镍、铬、钼含量较高,其余的元素及本身都没有超过0.5%,所以咱们就可以认为要用核弹去加热一个铁疙瘩。
所以咱们就按照10万吨铁来计算。
说几个关键点:铁的熔点是1538度,沸点是2862度,也就是当铁温度达到1538度后继续按照每摩尔(55.85克)吸收13.81千焦的热量就会化为铁水,当铁水温度上升到2862度的时候,每摩尔铁水再吸收384千焦的热量,铁就会被汽化为气体。
这是一个初中物理题,所以我们只需要计算出来10万吨铁从个常温(21˚C)到2862度且吸收汽化热转化为气体所需要的热量就可以计算出来汽化一艘航母所需要的核弹当量。
当然了,这里还有一个比热容的问题,使铁上升1度温度需要多少能量,一般的比热容是以“卡/千克”来计算的。铁的比热容是450卡/千克。
这里就有一个相当让大家偷懒的事情了。TNT当量实际上就是一克TNT放出4200焦耳的能量,这个数值恰好是“1大卡”,也就是1000卡(卡路里)。说句题外话,就是当时工程人员为了省事,把TNT当量规定为4200(或者4182)焦耳,这就是方便计算的,但本来TNT炸药在爆炸的时候所释放的能量都有一个跨度,并不一定是4200焦耳或者4182焦耳。既然工程学上这么计算,我们也就按照约定俗成的计算方式展开。
所以1克TNT当量=1大卡 = 1000卡,1千克铁上升1度需要450卡,因此我们可以知道进需要0.45克TNT爆炸就可以让1千克的铁上升1度。
铁和TNT的比例需求是1:0.00045,也就是TNT当量是铁重量的万分之4.5 就可以让铁升高1度的温度。
福特级航母是10万吨,也就是说不计能量损失的话,每45吨TNT当量可以让福特级整体升高1度。
现在的问题就是5000吨TNT当量让福特级航母可以升高多少度的问题了吧?
5000/45 = 111.11111……
如果加上常温21度的设定,在福特级航母上引爆一颗核弹,这枚核弹的所有能量都转化为热量被福特级航母吸收,这时候福特级航母的整体温度大约是132度。
按照咱们的中餐说法差不多是油温四成热。
一般这就是咱们炸个盐苏鸡的温度
当然了,这个温度条件下航母上基本上也就没啥活人了,舱门一开喷香~能馋哭隔壁小孩。
按照45吨TNT当量升高一度来计算,航母从21度达到1538的熔点需要(1538-21)* 45 = 68265吨TNT当量,如果将航母炽热的航母熔化,则还需要另外的5887吨TNT当量才能把全舰炽热的航母化为铁水。
然后铁水再继续升温,升到汽化温度,也就是2862摄氏度,(2862-1538)* 45= 59580吨TNT当量,这时候整个液化的航母就具备汽化的可能性了,但是要知道汽化需要吸收的热量很高,每摩尔铁汽化需要吸收汽化热为340千焦,所以整个航母汽化则需要144937吨TNT当量。
四个数值相加一下,68265+5887+59580+144937=278669吨TNT当量。
但是要知道的一件事情是,核弹爆炸能量输出形式并不仅仅是热量,还有冲击波和核辐射,热辐射输出仅仅占核弹输出总功率的30%左右。
因此如何想真的汽化掉一艘福特级航母,那么所需要的核武器当量应该在80万吨TNT当量左右。
这就相当于8枚W76Mod0的输出当量或者是三枚W78的输出当量。
本来5000吨TNT当量可以解决的问题,干嘛要做人做得那么绝,让一艘航母连灰都不剩呢?
如果5000吨核弹当量击中航母中心爆炸,能不能把航母蒸发掉?
历史小挖客先说结论:会气化掉一小部分,但仅仅是很小一部分。
5000吨当量的核弹威力有多大呢?不好比较。美国空军曾经装备过1500吨的核空对空火箭弹,用于拦截轰炸机,威力半径如下图。相比之下,“响尾蛇”导弹的杀伤半径实在太可怜了。
能不能气化航母呢?其它诸位的回答,都大量提到海军的实验,但情况很不一样。题主问的是核弹击中航母中心爆炸。而美国海军的“十字路口”(如下图)一次是空中爆炸,一次是水下爆炸,都是模拟整个舰队面对核弹时情况,能提供参考的只有水下核爆那次离爆心较近的船只,但能参考的仍然有限。
核弹如果在航母内部的中心爆炸,肯定能气化一部分。因为核爆炸的中心温度远远超过钢铁的熔点和蒸发点。世界第1次核爆在新墨西哥沙漠中,爆心附近的沙石变成了玻璃体,即快速熔化后重新冷却形成的块状。如此高的熔化速度说明温度非常高。广岛是第2次核爆,爆心附近有些人是永远消失了,没找到任何痕迹。
但5000吨当时实在太小了,要气化的温度衰减得有非常快,钢铁真正被气化成蒸气的非常非常少,只能以克来计算。有不少答主提到铁的沸点是2750度,达到这个温度,对核弹来说是很轻松的,所以结论是会气化,但只气化一点点。
那么航母会怎么样呢?不少答主拿出“萨拉托加”号航母遭受核爆后的图片,但“萨拉托加”实际离得很远。而题主问的是:核爆在航母中心爆炸。这种情况可以参考战列舰弹药库爆炸的情形!如下图,战列舰“巴勒姆”号在倾覆时弹药库发生爆炸。
巴勒姆号弹药库不超过400发主炮炮弹,算上发射药,真正能爆炸的炸药只有几十吨。内部爆炸的声势已经非常惊人,如果是5000吨,那就更加可观了。不过以舰船的结构特点,一旦断开后,爆炸能量就只是把残骸推开,所以最终核弹在航母内部爆炸后,航母最终被炸成几截,分散沉在相距很远的地方。
核弹威力是非常恐怖,但也遵从一个基本原则:威力衰减大致和距离的3次方正比。还是以开始我们说的1500吨级的核空对空火箭为例,如上图。因为部署在本土用来对抗苏联轰炸机,引发民众的担心。结果据说空军专门安排了一次真人实弹演习!1枚核火箭在4500米的空中爆炸,而空军的志愿人员站爆心正下方!如下图,以此来按抚抗议的民众!所以核弹的杀伤力其实往往没有普通人想象的那么大。
如果5000吨核弹当量击中航母中心爆炸,能不能把航母蒸发掉?
关于核弹对海军舰艇的打击效果,美国在上世纪40年代中期在比基尼环礁做的代号为“十字路口行动”的核试验应该是最有说服力的,在该行动中,美军总共进行了两次核试验,分别是代号为“Able”的空中核爆和代号为“Baker”的水下核爆,这两次核试验都直接使用了大量的军舰(总计95艘)来检测核武器在实际使用中的威力,先来看一下代号为“Able”的空爆实验的相关情况,下图为“十字路口行动”中的“Able”空中核爆动图:
▲“Able”空中核爆
此次空中核爆使用了一枚当量为23000吨TNT的核弹,采用B-29轰炸机空投,在原计划中,核弹是要在“内华达号”战列舰上空160米处的高度爆炸的,不过实际中却偏离了目标650多米,在“吉列姆号”运输舰的上空爆炸,而“吉列姆号”距离爆心在海平面投影的水平距离只有50米,位置上看可以说就是在爆心附近了。来看下图,下图就是在“Able”空爆中各实验舰艇的位置分布图,图中的标号为32的红颜色舰艇就是原计划中的起爆点“内华达号”战列舰,十字交叉处则是实际的起爆点,标号为5舰艇就是“吉列姆号”运输舰。▲“Able”实验舰艇位置分布图
此次的空中核爆实验中,核弹对海军舰艇的破坏效果远低于预期,只造成了5艘舰艇沉没(2艘驱逐舰、2艘运输机和1艘轻巡洋舰),剩下的舰艇则是受到了程度不同的损害,并没有提到哪艘军舰是直接被核弹汽化了的,即使是离爆心最近的“吉列姆号”运输舰也没有,只是沉没,同时,在沉没的5艘舰艇中,也只有两艘军舰是立即沉没的,分别是“吉列姆号”和“卡莱尔号”运输舰(上图中的标号4),另外的两艘驱逐舰“安德森号”和“林森号”,以及一艘“酒匂号”轻巡洋舰分别是在两个小时后和次日才沉没的。所以,23000吨TNT当量的核弹在空爆的情况下,并没有使爆心附近的军舰直接汽化。我们接着来看第二次代号为“Baker”的水下核试验,下面两张图就是“Baker”核试验动图:
▲“Baker”水下核试验动图
此次的水下核试验使用了一颗当量为21000吨当量的核弹(有种说法是当量为23000吨),在距离水面27米深处引爆,而核弹的正上方就是一艘满载排水量1100多吨的LSM-60登陆舰,也就是说,如果再考虑军舰自身的吃水深度的话,这个距离基本上就是紧贴着核弹的,完全可以把这艘LSM-60登陆舰看成是正处于核爆中心,是最符合题目中的要求的,虽然这艘登陆舰不是航母。然后具体的舰艇位置分布如下图所示,图中在十字交叉正中心(爆心)的标号为50的就是LSM-60登陆舰。▲“Baker”试验舰艇位置分布图
从实验结果来看,在这次代号“Baker”的水下核爆中,核弹对海军舰艇的破坏效果要远大于前一次的空中核爆,参与该实验的军舰中总共有10艘沉没,其中,处于爆心的LSM-60登陆舰在事后没有找到任何的残骸,被判定遭到核弹气化;另外的8艘军舰在核爆后即时沉没(包括一艘排水量接近40000吨的“萨拉托加号”航母,标号10),以及一艘“欧根亲王号”重巡洋舰(标号36)因为严重受损,在拖行过程中沉没。不过,英国海军的一个报告中却提到,在其中一艘参与实验的军舰甲板上发现了一块7.6厘米见方的疑似LSM-60登陆舰残骸的金属块。▲“萨拉托加号”航母
因此,从美国“十字路口行动”中的“Baker”水下核试验的情况来看,一颗2万多吨的核弹,是可以把一艘处于爆心、排水量1100多吨的军舰给蒸发掉的(找不到可辨认残骸时,可默认被气化),但是题目中提到的核弹却只有却5000吨的TNT当量,并且目标是一艘航母,而航母再小,排水量也是万吨起步,其中更不乏有10万吨级排水量的核动力航母,其体量远远不是1000多吨的登陆舰能比拟的,所以,别说是只是一颗5000吨当量的核弹,就算是一颗5万吨当量的,也不可能把一艘数万吨排水量航母给蒸发掉,我们别忘了,核爆时释放出来的可不仅仅只是热量,还有各种辐射也会分担掉一部分能量的。
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