Hét vraag- en antwoordplatform van Nederland

Wat is de dichtheid van de lucht net buiten de rookwolk bij een ontploffing van een atoombom?

Ik ben bezig met een werkstuk over atoombommen en bereken daarbij de kracht van een bom. Daarbij is het onder andere van belang hoeveel energie er in de rookwolk komt te zitten. Deze rookwolk verspreidt zich en dat kost energie afhankelijk van de dichtheid van de lucht.

Normaal gesproken is de luchtdichtheid natuurlijk gewoon 1,293 kg/m3. Maar ik zou me voor kunnen stellen dat tijdens het uitzetten van de atoombom er lucht opzij wordt geduwd waardoor de luchtdruk daarbuiten hoger is. (ik praat dus nu over de tijd dat de rookwolk groeiende is, binnen die ene seconde dus dat de bom ontploft.)

Mijn vermoeden is dat de luchtdruk dan groter is ook al is het in een zo'n kleine tijd, maar klopt dit?

Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
1.7K

Heb je meer informatie nodig om de vraag te beantwoorden? Reageer dan hier.

Antwoorden (2)

Ja, dat klopt.
Na een blauwwitte lichtflits wordt er een vuurbal gevormd met een temperatuur van 10 miljoen graden. De warmte verspreidt zich met de snelheid van het licht.

Na de vuurbal komt een enorme drukgolf (a) die zich met een snelheid van 350 meter per seconde. Een deel van de drukgolf slaat tegen de grond (b), wordt teruggekaatst en botst dan weer tegen de oorspronkelijke drukgolf, waardoor de druk verdubbeld wordt.

Na de overdruk van de explosie komt er een fase van onderdruk. Er ontstaan stormwinden van meer dan 1000 kilometer per uur. Tegelijkertijd stijgt de vuurbal langzaam naar boven.

http://www.historien.nl/hoe-werkt-een-atoombom/
(Lees meer...)
erotisi
8 jaar geleden
Thecis
8 jaar geleden
Ik val over 1 zin, ook al is het overgenomen vanuit de bron.
De warmte verspreid zich met de snelheid van het licht. In dit geval gaat het (lijkt mij) om convectiewarmte. Aangezien dit warmte is dat door deeltjes wordt doorgegeven, kan dit niet met de snelheid van het licht.
De warmteontwikkeling is 2-ledig
- er komt veel straling vrij in de vorm van gammastraling. Deze zal in eerste instantie met c reizen totdat het een bak deeltjes tegen komt (want de atmosfeer bestaat gewoon uit deeltjes). Daarna wordt het dus convectie.
- er komen alpha-deeltjes vrij en een heleboel neutronen (welke de (ongecontroleerde) kettingreactie voeden).
Al met al zal de warmte niet met c reizen. Dat wil zeggen dat zodra je een flits ziet, je direct de warmte zou moeten voelen. Vanuit ooggetuigenverslagen (zowel vanuit Japan als vanuit test-sites (vroeger was het bijwonen van een atoombomtest een toeristische attractie voor de zeer rijken die connecties binnen het leger hadden)) blijkt dat de warmte pas later kwam. Concluderend, de warmte verplaatst zich NIET met de snelheid van het licht. Maar ik hoor het graag als ik het mis heb.
erotisi
8 jaar geleden
'Bij een nucleaire explosie komen verschillende soorten straling vrij. In de eerste minuten na het bombardement is dat vooral gamma- en neutronstraling. Hoe dichter men zich bij de bom bevindt, des te geconcentreerder de straling is. Deze twee soorten straling zijn in hoge concentraties dodelijk, maar zorgen meestal voor weinig slachtoffers; de mensen zo dichtbij de bom zijn vaak door de schokgolf of hitte al omgekomen. Hitte |Warmte is de belangrijkste vorm van energie die vrijkomt bij een nucleaire explosie. Een groot deel van deze warmte gaat op aan het verwarmen van de lucht en de materialen van de bom, maar dan blijft er nog genoeg over om schade aan te richten. De explosie kan namelijk een temperatuur veroorzaken die vergelijkbaar is met de hitte in de kern van de zon: zo’n 100.000.000 graden Celsius. Een groot deel van die hitte gaat dus verloren, maar de rest zorgt in de vorm van twee pulsen voor ellende. De eerste puls bestaat uit ultraviolette straling en blijft een tiende van een seconde bestaan. De tweede puls is echte warmte en veroorzaakt brandwonden en verminderd zicht of blindheid. Bovendien zet deze puls alles wat ontvlambaar is, in brand.' Als ik het zo lees lijkt het toch echt hitte te zijn wat met de lichtsnelheid gaat. Tenzij natuurlijk de tweede puls gaat zoals jij beschrijft..... https://www.scientias.nl/wat-als-een-atoombom-valt/ Scientas geeft de temperatuur alleen wel 10 maal zo hoog aan. Wie heeft gelijk....Scientas niet lijkt me want zo heet is de zon nou ook weer niet.
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
"Concluderend, de warmte verplaatst zich NIET met de snelheid van het licht" Ahum, Infrarood licht?
Thecis
8 jaar geleden
@RoqueTrader
Infrarood licht gaat met de snelheid van het licht. Klopt.
MAAR!!!
Infrarood licht is ook hetgeen wat bijna elke stof absorbeert in min of meerdere mate. Sterker nog, elke stof heeft een uniek infrarood spectrum. Dat wil zeggen dat infrarood licht na het uitzenden vrijwel direct weer opgenomen wordt door andere stoffen. Het diffundeert daardoor nogal sterk. De straling gaat dan wel met de snelheid van het licht, maar doordat het opgenomen, uitgestraald en weer opgenomen wordt, enz, zal de warmte zich niet met de snelheid van het licht voortplanten (maar wellicht wel met een significante fractie daarvan).
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
@erotisi. Science heeft het fout (zal wel een typo zijn). De kern van de zon is ~15.000.000°C. Dat komt ook beter overheen met de temp. in eerste 0.1s van een nucleaire explosie.
erotisi
8 jaar geleden
Nuclear weapons emit large amounts of thermal radiation as visible, infrared, and ultraviolet light, to which the atmosphere is largely transparent. This is known as "Flash".[12] The chief hazards are burns and eye injuries. https://en.wikipedia.org/wiki/Effects_of_nuclear_explosions#Thermal_radiation
Dat ligt eraan hoe hoog de atoombom tot ontploffing wordt gebracht. Hoe hoger, hij ijler de lucht en deste minder lucht er door de explosie samengedrukt kan worden.

Een statische overdruk van 700 mbar in combinatie met de bijbehorende winden en turbulentie is voldoende om gebouwen te verwoesten en mensen te doden/verwonden. Dus als de overdruk hoger wordt dan dat dan moet de atoombom hoger boven het oppervlak tot ontploffing worden gebracht omdat het bereik dan groter wordt.

Het plaatje hier beneden van een 1kTon nucleaire explosie laat duidelijk de relatie zien tussen de overdruk en het bereik van de overdruk in de hoogte (verticale as) en de afstand (horizontale as). Je ziet dat de overdruk op 150m 3500 mbar (50 psi) is.

Mensen kunnen vrij goed tegen overdruk. Echter, bij 344 mbar explosieve overdruk scheurt bij 1% van de mensen de trommelvliezen. Bij 3000 mbar ovedruk is dit al 99%. Long beschadigingen beginnen op te treden vanaf 1000mbar. Het dodental zal zo'n 1% zijn bij een overdruk van 2400 - 3100 mbar, dit loopt op tot 99% bij 4500 mbar.

Toegevoegd na 2 uur:
Kan dit plaatje niet uploaden. Dan maar zo:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/35/Blastcurves_psi.svg/220px-Blastcurves_psi.svg.png
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden

Weet jij het beter..?

Het is niet mogelijk om je eigen vraag te beantwoorden Je mag slechts 1 keer antwoord geven op een vraag Je hebt vandaag al antwoorden gegeven. Morgen mag je opnieuw maximaal antwoorden geven.

0 / 5000
Gekozen afbeelding