náhled|Diagram závislosti výšky houbového oblaku na energii výbuchu s příklady 22kt bomby Fat Man 15Mt Castle Bravo
Ekvivalent TNT je metoda vyjádření energie uvolněné při explozích. Jedná se (přibližně) o množství trinitrotoluenu, 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.
Definice
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 , kde :
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 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 13,8 Elektrická energie vyrobená jadernou elektrárnou Temelín v roce 2023 15 Nejsilnější americký jaderný výbuch – Castle Bravo 21,5 Teoretické maximum energie získatelné z 1 kg látky vypočtené pomocí rovnice E=mc² 26,3 Energie uvolněná na povrchu Země při zemětřesení v Indickém oceánu v roce 2004 50 Nejsilnější sovětský jaderný výbuch – Car-bomba 100 Nejsilnější vyprojektovaná jaderná bomba, původní návrh Car-bomby 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 v roce 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 Literatura Rhodes, Richard. The Making of the Atomic Bomb, New York: Simon and Schuster, 1986.
Reference
Externí odkazy Guide for the Use of the International System of Units (SI) Nuclear Weapons FAQ Part 1.3
Kategorie:Výbušniny Kategorie:Jednotky energie