原子弹的爆炸范围真的那么恐怖吗，注意是爆炸冲击波范围，能把一个地级市摧毁吗？
▍原子弹的爆炸范围真的那么恐怖吗，注意是爆炸冲击波范围，能把一个地级市摧毁吗？
你问问广岛长崎的就知道[我想静静][我想静静][我想静静]
▍原子弹的爆炸范围真的那么恐怖吗，注意是爆炸冲击波范围，能把一个地级市摧毁吗？
先说答案，不行！▼这是美国1945年8月6日在日本广岛投下的原子弹，代号“小男孩”，这也是人类第一颗运用于实战的原子弹。根据当时美国的预计，小男孩的爆炸当量应该达到2万吨TNT，不过根据战后调查和实地统计，其实际爆炸当量在1.5万吨TNT左右。根据统计，小男孩爆心2000米以内，所有木质房屋全部自燃。1000米以内，人的皮肤碳化，90％以上死亡。500米以内，几乎所有建筑物全部倒塌，整个广岛市中心几乎全部夷为平地。
在没有障碍物阻挡的情况下，原子弹的破坏力其实有一个公式：杀伤半径=1.493885×爆炸当量∧(1/3)。广岛市中心位于太田川河口的入海口位置，是一个冲击平原，地势平坦，一望无际。小男孩爆炸当量15000吨，代入公式中计算可得，小男孩的破坏半径达到了1.71千米，破坏面积则为9.18平方公里。不过因为一些不可量化的因素影响，文献记载实际上广岛被破坏的面积已经接近12平方公里了。
当时的广岛，有多大呢？▲这是美军当年轰炸广岛时拍的一张广岛地图，根据比例尺和当时的文献资料记载。广岛当时市中心的面积大概在25平方公里左右，也就是说，一枚1.5万吨TNT的原子弹，破坏了广岛接近1/2的地表建筑，并未真正的完全摧毁所有建筑物。▼这是难得一见彩色照片，可以看到建筑物已经所剩无几，只有少量坚固的钢筋混凝土建筑物还没有倒塌。
建筑物灭了一半，那么人呢？小男孩原子弹爆炸瞬间，死亡人数是7万。到1945年底因为烧伤和辐射，死亡人数上升到了14万。到1950年，总得死亡人数达到了20万！广岛是一个军工城市，日本方面其实已经预料到了要被轰炸，所以提前进行了疏散。原本40万人口只剩下了24.5万。从后来的统计数据来看，当时还在广岛的24.5万人，真正存活下来的仅仅五分之一。也就是说，小男孩当年没能完全摧毁整个广岛，但是却几乎杀死了所有的广岛市民。▲这张图对比了2万吨TNT和50万吨TNT核武器的破坏范围，可以看到50万吨核武器的重度伤害半径为3公里多一点。在这个范围内，几乎所有的建筑物都会倒塌，无论是木质还是现代钢筋混凝土大楼。但是过了这个距离之后，大部分钢筋混凝土建筑物可以在已经衰弱的冲击波中存活下来，很多躲在建筑物中的人员也可以避开瞬间的高温高压场和强电离辐射伤害，不过仍然难以逃过后续的辐射影响。
原子弹不同于氢弹，氢弹的爆炸当量是可以无限叠加的，但原子弹不行。因为铀-235存在一个临界质量，一旦超过这个临界质量，铀-235将变得不稳定，无法保存，所以原子弹的爆炸威力是有上限的。目前人类研制爆炸当量最大的原子弹是美国的MK-18“国王”原子弹，其爆炸当量50万吨，已经是原子弹的极限。根据计算公式，这枚原子弹的杀伤半径5.5公里，杀伤面积在95平方公里左右。
一个地级市有多大？我所在的城市城区面积在全国排名300名以外，城区面积58平方公里。一颗50万吨TNT的原子弹，理论上可以实现完全破坏。我们这是小的不能在小的地级市，排名往前100名，城区面积超过100平方公里的地级市多了去了，就算是MK-18也做不到完全摧毁。而且我们市区多山，有多座隆起的山丘可以阻挡核武器爆炸产生的冲击波。所以就算是50万吨TNT原子弹在市中心爆炸，仍然会有一部分建筑物可以存活下来。不过人员的伤亡无法避免，后续的核辐射会导致大量人员死亡。总得来说，核武器威力巨大，原子弹威力上限在50万吨左右，对大型地级市无法完全摧毁，但可以破坏大部分建筑物，同时造成绝大部分的人员死亡。
▍原子弹的爆炸范围真的那么恐怖吗，注意是爆炸冲击波范围，能把一个地级市摧毁吗？
摧毁不了，别说是原子弹了，你就是氢弹，想要彻底摧毁一个现代化城市都够呛，当然，你要是拿“大伊万”那种级别的出来拿就又是另外一个故事了，至于原子弹，具有实战性、能装到导弹上面的纯裂变武器爆炸当量有个十来万吨TNT就顶天了，比如法国S2中程弹道导弹上的MR-31核弹头（该导弹已经退役），这是一枚纯钚弹，爆炸当量只有11万吨TNT，这基本上就是在具备实战性的前提下（能装到导弹上面），纯裂变武器能造出来的最大爆炸当量了，想要继续提高威力的，达到几十万吨甚至上百万吨TNT当量的话，那就只能上热核武器，也就是氢弹了，比如美国现役的“三叉戟”潜射弹道导弹上的W88热核弹弹头，爆炸当量就达到了47.5万吨TNT。
▲上世纪50年代美国核打击计划报告截图（已解密）
但是，即使在核打击时使用氢弹，人家也没有想着一发就能干掉一个城市，要想保证彻底抹去一个城市，根据城市的面积、人口数量以及重要性，使用的核弹数量从数枚~上百枚不等，看上图，这是在冷战期间美国针对对手的众多大城市核打击时使用的预估核弹头数量（单弹头爆炸当量50万吨TNT为标准），其中打击打击莫斯科（Moscow）时，需要149枚核弹头，打击圣披德堡时需要145枚核弹头，打击维滕堡（Wittenberg）时，则是只需要5枚核弹头。所以，在使用当量为50万吨TNT的核弹头的情况下，要保证抹去一个现代化大城市，都得用数量堆，而像题目中说到的那样想用一颗原子弹就摧毁一个地级市是不可能的。我们可以直接来模拟一下不同当量的核武器对于现代化大城市的打击效果：
▲11万吨当量核弹打击效果
先来看原子弹的，就选上面提到的MR-31核弹头，爆炸当量为11万吨TNT，看看这种级别的核武器对一个现代化大城市有着怎样的打击效果，如上图所示，从图中可以看到，这种级别的核武器打击现代化城市，在选择空爆的情况下，火球半径为400米（图中中心的黄圈范围），强度为20psi的冲击波超压半径为1.35公里（第二个红圈范围），20psi的压力是什么概念呢？1psi表示：每平方厘米的面积就需要承受大概0.07公斤的压力，所以20psi就表示：每平方厘米的面积需要承受1.4公斤的压力，再直观一点就是：在一平方米的面积上需要承受14000公斤，即14吨的压力，因此，在这种级别的冲击波超压下，基本上能保证摧毁所有的建筑物，至于半径为3.33公里的5psi 的冲击波超压（第四个紫圈范围），则可以保证在这个范围内的大部分建筑物会倒塌。但是即使是这样，这几个圈的范围也只是占了一个现代化城市的中心部分，根本就做不到仅仅依靠冲击波就摧毁一个大城市。
▲50万吨当量核弹打击效果
最后再来看一下，50万吨TNT当量的核弹头对一个现代化大城市的打击效果，从图中可以看到，不管是火球半径（中心黄圈，半径730米）、2psi冲击波超压半径（第二个红圈，半径2.24公里）、还是5psi冲击波超压半径（第三个紫圈，半径5.52公里），都比11万吨当量的核弹头要大上不少，但是也还没有达到摧毁整个日本首都都市圈的地步（其实日本首都圈包括了：东京都、千叶县、神奈川县和埼玉县，即“一都三县”）。其实，冲击波能量在空气中的衰减是非常严重的，与距离的三次方成反比，再加上今天的城市基本上都是钢筋混泥土建筑，对冲击波能量有着很好的阻挡和吸收作用，所以，核弹想要依靠冲击波就彻底摧毁一个现代化城市是不可能的。
▍原子弹的爆炸范围真的那么恐怖吗，注意是爆炸冲击波范围，能把一个地级市摧毁吗？
不会，想要完全摧毁一个正八经儿的地级市就连能量等级更高的氢弹都做不到，更不要说初代的原子弹了。所以对于核武器大家要有一个正确的认识，不要觉得核武器就是“秒天秒地秒空气”，核武器也是存在有效杀伤范围的，而且起主要破坏效果的冲击波在传递过程中是有极大衰减的。下图是一个50万吨当量核武器地爆的冲击波范围，其实造成建筑物大部分倒塌的5psi只能辐射到2.2-3.6英里，也就是5.6公里左右。
既然说到杀伤范围的问题，其实对于核武器有效杀伤范围是有界定的，即90%人员装备建筑物损毁。正常来讲，核武器有效杀伤半径为和有效杀伤面积大致为：
R= C * 爆炸当量^1/3（C为比例常数，取1.493885）；
S=πR^2
目前世界上爆炸当量最大的原子弹是1952年11月16日“常青藤实验”第二阶段中爆炸的美国MK-18“国王”原子弹，爆炸当量为50万吨TNT炸药。按照上面的有效毁伤范围来看，“国王”的有效杀伤半径为5.5公里，直径11公里，面积95平方公里，是不是没有想象中的那么大？如果我们把范围扩大到氢弹，干脆直接以苏联RDS-220“大伊万”为例，世界上实爆最大的核武器，爆炸当量为5500万吨TNT当量，实际有效杀伤半径为26.82公里，直径为53公里，面积2255平方公里。从效果上大当量氢弹杀伤范围远远小于最大的原子弹，但是对于一个完整的地级市来讲这点面积并不算什么，我大概查了一下，中国面积排在第150名的地级市面积为10941平方公里，城区面积为2045平方公里。也就是说即便是5500万吨级的“大伊万”氢弹也只能勉强将一个面积中等偏下的地级市城区完全摧毁。下图是将50万吨的“国王”投掷在东京的场景，中心黄色和灰色圆圈被完全摧毁，但对比整个东京来说其覆盖的范围依然有限，此时核武器爆炸高度为3960米
当然，上面提到的杀伤面积只是有效杀伤面积，要求90%人员装备建筑物损毁，但是冲击波覆盖的范围可不止上百平方公里。但是有这么几个问题我们要注意：
冲击波不是无限扩散的。
冲击波冲击波超压的传播距离的增大而是衰减的，而且是快速衰减。
一般来讲影响冲击波杀伤半径的有2点：
1.爆炸相似定律：即当冲击波超压一定时，冲击波传播距离与爆炸当量的立方根成正比
2.比例爆高：比例爆高是指地面合成波最大传播距离的一个计算参数，其具体计算为H/Q^(1/3)，其中H为爆炸高度（米），Q为爆炸当量（千吨）。而地面合成波又是指核武器爆炸后冲击波触地并反弹，其中触地后的反射波和入射波合并后就是“地面合成波”。也就是说在比例爆高这个因素当中冲击波的传播距离与核武器投放高度和核武器爆炸当量都有关。下图为当量1千吨地面合成波等超压曲线，根据这个曲线再结合上面提到的爆炸相似定律推算任意高度、任意当量在某距离上的超压值。
那么这个问题我们还是把5500万吨的“大伊万”请出来。首先我们要说明白摧毁的衡量标准，下图为对城市建筑物破坏等级所需要的超压值，可以看到对于单层砖木结构建筑严重破坏需要1.5*10^4Pa的超压值，而对底层混合结构建筑更是需要4*10^4Pa。
我们只讨论最容易摧毁的单层砖木结构建筑：1961年10月30日“大伊万”爆炸当量5500万吨，爆炸高度4200米左右，按此推算其比例爆高为110 米/(千吨)^(1/3)。那么查上述1千吨地面合成波等超压曲线，当比例爆高为110时，1.5*10^4Pa的距离只有900米多一点，这样根据比例距离当量为55000千吨的“大伊万”的1.5*10^4Pa实际距离只有34公里左右。也就是说只能摧毁34公里内的单层砖木结构建筑，覆盖面积大概是3269平方公里。还是查了一下中国城市面积，就说我所在的城市，总面积11282平方公里，城区面积5019平方公里。当然，这个城市城区面积相对较大，对于一般城市“大伊万”来说摧毁城区没有问题，但是想要摧毁一个完整的地级市还是不可能的。如果换成当量更小的原子弹，那么恐怕连基本的城区都不可能做到摧毁，更不要说涵盖郊区了。
实际上，1945年8月6日投掷在广岛的小男孩原子弹，距离超过2公里后人员因为光辐射和冲击波的死亡概率已经下降到5%了。这些结果可能出人意料，但只是大家对于核武器的期望实在是太大，将原子弹和氢弹的效果无限放大，就包括沙皇炸弹也没有能力将整个东京夷为平地，最多说造成的辐射伤害和放射性物质沉积会大面积覆盖整个城市，造成未来很长一段时间对生物的威胁。
▍原子弹的爆炸范围真的那么恐怖吗，注意是爆炸冲击波范围，能把一个地级市摧毁吗？
军迷小李为您服务！
原子弹爆炸是相当恐怖的，不然各国也不会停止核试验！摧毁一个地级市小意思！远的不说，就说咱们国家的核武！
从国家公开的信息中来看的话，中国的核弹一般都是100万吨级一下的，我们国家使用来试验核弹的地域一般是罗布泊，由于该地的地理环境能够承担的核武器爆炸能力也就是100万吨级别的，因此很少有人能够知道中国到底具不具备更加强大的核弹。根据军事观察者推测，中国拥有的终极核武器应该在500万吨左右，不过由于没有适合的地点进行试验，因此从没有试验过，但是没有试验过也不能说明天它真正具有威慑能力。
从爆炸地点形成的风暴位置来看，越是接近爆炸地点的建筑物和人员损伤会更彻底，如果能够在高空2000米左右爆炸的话，形成的冲击波伤害就不明显，不过由于放射性物质下沉，依旧能够造成非常可怕的无辐射伤害。就欧美国家大多数城市而言，如果是人口超级密集的，比如说伦敦和纽约这类型的超级城市，一枚核弹头是无法使其全部毁灭的。
当然了，核武器最让人心悸的并不是彻底的炸毁一个城市，而是爆炸之后剩下的无辐射，这才是人类最为头痛的无解之招。中国的核弹头在攻击能力方面，可以说已经能够和俄罗斯和美国进行对比，但是如果要说核弹储存量的话，现在还依然不能够和这两个国家进行对比，虽然中国在最近这几年发展非常的迅速，但是俄罗斯美国好歹是有了很长时间的积累的。中国目前官方爆料最多的核弹头是东风41洲际核导弹，它能够摧毁的城市，一般能达到百万人口级别。
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