Ekvivalent TNT
Ekvivalent TNT je metoda vyjádření energie uvolněné při explozích. Jedná se (přibližně) o množství trinitrotoulenu, které svým výbuchem vyvolá vzdušnou tlakovou vlnu stejných parametrů jako zkoušená výbušnina, a která způsobí stejné destrukční účinky. Jedna tuna TNT odpovídá (přesně) 4,184 GJ.[1]
Definice editovat
Násobné jednotky s předponami kilotuna (kt, tisíc tun) a megatuna (Mt, milion tun) TNT se používají pro popis uvolněné energie a tím pádem ničivé síly jaderných zbraní a dalších vysokoenergetických událostí, jako například dopadů těles z vesmíru.
Energie násobných jednotek odpovídají definici a ne skutečné energii odpovídající nálože trinitrotoluenu. Při odpálení megatuny TNT díky vysoké přetrvávající teplotě totiž dojde k rozsáhlému zapálení sazí, které vznikají při výbuchu TNT a které při menších detonacích TNT (třeba 1 tuna) shoří jen z malé části. Takže výbuch milionu tun TNT má více energie než megatunová termojaderná vodíková bomba, proto u těchto velikostí náloží nelze chápat ekvivalent TNT doslovně.
Navíc pro porovnání účinku výbuchů je často nutno vztáhnout ekvivalent TNT na danou vzdálenost. Ten samý výbuch může mít na 3 m ekvivalent 1 kg TNT ale na 5 m ekvivalent 1,5 kg TNT (typicky u výbuchu mraků plynu či termobarických výbušnin, ale i parních kotlů). To souvisí s různými profily tlakové vlny (délkou trvání vlny, její maximálním tlakem a rychlostí nástupu a ústupu tlaku).
TNT není nejsilnější konvenční výbušnina. Například hexogen při výbuchu uvolní v přepočtu na 1 kg více energie (přibližně o 30 %). Souvislost této jednotky energie s hmotností nějaké konvenční výbušniny je tedy dnes spíše historická.
V přepočtu pomocí rovnice E=mc² je 1 Mt TNT rovna 46,5 g.
Výpočet editovat
, kde[2] :
- W - ekvivalent TNT [kg]
- M - množství explozivního materiálu [kg]
- μ - bezrozměrná empirická konstanta
- 0,01 až 0,1 pro plyny a páry
- 1 pro tuhé a kapalné výbušniny
- Ec - spalné teplo vybuchující látky [kJ/kg]
- EcTNT - spalné teplo TNT (cca 4437 až 4765 kJ/kg)
Příklady editovat
| Megatuny TNT | Popis |
|---|---|
| 0,000001–0,000044 | Konvenční bomby, největší FOAB má ekvivalent 44 t TNT (jiné zdroje uvádí 20 až 30 t) |
| 0,0001–0,003 | Výbuch v bejrútském přístavu 2020 |
| 0,003 | Halifaxský výbuch |
| 0,015–0,02 | Jaderná bomba Little Boy shozená na Hirošimu měla ekvivalent 15 kt TNT. Fat Man shozená na Nagasaki měla ekvivalent 20 kt TNT. |
| 3 | Energie všech výbušnin použitých v druhé světové válce, včetně jaderných zbraní použitých v Japonsku |
| 21,5 | Teoretické maximum energie získatelné z 1 kg látky vypočtené pomocí rovnice E=mc² |
| 15 | Nejsilnější americký jaderný výbuch - Castle Bravo |
| 50 | Nejsilnější sovětský jaderný výbuch - Car-bomba |
| 100 | Nejsilnější vyprojektovaná jaderná bomba, původní návrh Car-bomby |
| 26,3 | Energie uvolněná na povrchu Země při zemětřesení v Indickém oceánu 2004 |
| 540 | Součet všech dosud odpálených jaderných zbraní |
| 7 000 | Celkové světové zásoby jaderných zbraní |
| 2 500 | Množství sluneční energie, která dopadne na Zemi za minutu |
| 6 000 000 | Impakt největšího úlomku komety Shoemaker–Levy 9 na Jupiter |
| 9 560 000 | Celková uvolněná energie při zemětřesení v Indickém oceánu 2004 |
| 100 000 000 = 108 | Přibližná energie uvolněná při dopadu tělesa, při kterém se vytvořil Chicxulubský kráter |
| 7,89×1015 | Energie, kterou vyzáří Slunce za jeden den |
| 1028 | Supernova typu Ia |
Odkazy editovat
Literatura editovat
- Rhodes, Richard. The Making of the Atomic Bomb, New York: Simon and Schuster, 1986.
Reference editovat
- ↑ Účinky tlakové vlny [online]. BOZPinfo.cz [cit. 2021-09-01]. Dostupné online.
- ↑ ADÁMKOVÁ, Marie. Výbuchy [online]. Techportál.cz [cit. 2021-09-01]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2021-09-01.
Externí odkazy editovat
- Guide for the Use of the International System of Units (SI) (anglicky)
- Nuclear Weapons FAQ Part 1.3 (anglicky)