Ydinpommi/iso räjähde avaruudessa.

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Enole mikään fyysikko mutta alkoi kiinnostaan ku on joissain elokuvissa ollu näit isoja räjähdyksiä/ydinpommeja käytetty avaruudessa. Eli miten esimerkiksi ydinräjähdyksen käyttäytyminen poikkeaa avaruudessa suhteessa maahan. Pystyykö sitä fysiikalla jotenki perustella?

Kommentit (10)

Vierailija

Avaruudessa räjähdys muodostaa pyöreän ja laajenevan tulipallon, joka sitten jäähtyy. Painottomuus ja aineettomuus ovat avainasemassa tässä tilanteessa.

Ei siis mitään sienipilveä. Eikä mitään rengasmaista shokkiaaltoa, jonka monesti elokuvissa näkyy.

Jos vähennetään gravitaatio, mutta jätetään ilmakehä, niin esimerkiksi kynttilän liekki on aivan erilainen:

http://science.nasa.gov/headlines/y2000/ast12may_1.htm

Hannu Tanskanen
Seuraa 
Viestejä8848
Liittynyt26.3.2009

Ydinräjähdyksellä avaruudessa on ominaisuuksia, joita ei aina ole otettu huomioon spekuloitaessa sen käytöstä uhkaavien asteroidin hajoittamisessa tai työntövoimana avaruuslaivalle.

Kun ydinräjähdyksen tulipallo saavuttaa koon, joka vastaa samantehoiseen tavanomaiseen (TNT,HEX,PETN) räjähdykseen tarvittavan räjähdepallon energiaa, sen painevaikutus on vain sama kuin tavallisella räjähteellä. Esimerkiksi varsin tavallisella Nevadassa maanalaisissa kokeissa käytetyllä 200 kilotonnin plutoniumräjähteellä tämän pallon säde on n. 40 m.

Tässä on mm. spekuloidun "Daidalos"-raketin perusheikkous. Jos siinä räjäytellään fuusiolla He3/D2-palloja, vaikka lämpötila keskuksessa on hetken 10^8 K ja molekyylien kineettinen energia suuri, massaa on mitätön määrä ja samoin siis "potku", vaikka teoreettinen spesifinen impulssi
Isp on suuri. Säteilypaine voidaan jättää huomioonottamatta.

Vastaavasti asteroidin vieressä räjäytettävä ydinpommi ei kummia vaikuta, se pitäisi saada asteroidin sisään ja silloin loppulos ei olisi ennustettavissa, yhden asteroidin sijaan voitaisiin saada useita pienempiä, joiden radat olisivat erilaisia ja mahdottomia laskea etukäteen.

Ilmakehän yläosissa räjäytettävän ydinpommin gammasädekuuro tuottaa valtavan määrän elektroneja ilmakehän happi- ja typpiatomeista Compton-ilmiöllä ja aiheuttaa suuria syöksyvirtoja, EMP-ilmiön, joka voi rikkoa sähkölaitteita mantereen mitassa. "Golden Eye".

Vierailija

Jos vertaa ydinlatauksen vaikutuksia maan ilmakehässä tai avaruudessa, suurimmat käytännön erot ovat pommin aiheuttamassa ilmanpaineessa (jota siis avaruudessa ei ole) sekä räjähdyksen aiheuttamasta kuumuudesta seuraavista tulipaloista.
Esimerkiksi Hiroshiman atomipommin paine räjähdyksen alla oli 4,5–6,7 tonnia/m² ja painealueen koko oli halkaisijaltaan lähes kymmenen kilometriä. Tulipaloja syttyi vielä paljon laajemmalla alueella.
Ihmisten saamat vammat olivat lähinnä säteilyn aiheuttamia, siis heillä, jotka selvisivät hengissä paineaallosta ja tulipaloista. Hiroshiman 350.000 asukkaasta kuoli kaikkine jälkiseurauksineen n. 250.000 ihmistä.

Seppo_Pietikainen
Seuraa 
Viestejä7615
Liittynyt18.10.2007
Hans Lankar
Jos vertaa ydinlatauksen vaikutuksia maan ilmakehässä tai avaruudessa, suurimmat käytännön erot ovat pommin aiheuttamassa ilmanpaineessa (jota siis avaruudessa ei ole) sekä räjähdyksen aiheuttamasta kuumuudesta seuraavista tulipaloista.
Esimerkiksi Hiroshiman atomipommin paine räjähdyksen alla oli 4,5–6,7 tonnia/m² ja painealueen koko oli halkaisijaltaan lähes kymmenen kilometriä. Tulipaloja syttyi vielä paljon laajemmalla alueella.
Ihmisten saamat vammat olivat lähinnä säteilyn aiheuttamia, siis heillä, jotka selvisivät hengissä paineaallosta ja tulipaloista. Hiroshiman 350.000 asukkaasta kuoli kaikkine jälkiseurauksineen n. 250.000 ihmistä.



Yksi merkittävä ero on siinä, että ilmakehässä räjähtävän pommin röntgensäteily adsorboituu ilmakehän happeen ja typpeen kuumentaen niitä suunnattomasti ja aiheuttaen voimakasta lämpö- ja valosäteilyä. Avaruudessa pommin lämpövaikutus jää huomattavasti vähäisemmäksi.

--
Seppo P.
Kreationismi perustuu tietämättömyyteen, se sikiää tietämättömyydestä ja siitä sikiää tietämättömyyttä. Tietämättömyyden levittäminen on kreationismin elinehto ja tietämättömyydessä rypeminen on kreationistin luonnollinen elämisenmuoto

Vierailija
Hannu Tanskanen
Vastaavasti asteroidin vieressä räjäytettävä ydinpommi ei kummia vaikuta, se pitäisi saada asteroidin sisään ja silloin loppulos ei olisi ennustettavissa, yhden asteroidin sijaan voitaisiin saada useita pienempiä, joiden radat olisivat erilaisia ja mahdottomia laskea etukäteen.

Kyllä se vain vaikuttaisi vieressäkin. Asteroidin lähellä tapahtuvan ydinräjähdyksen säteily osuisi asteroidin pintaan ja absorboituisi siihen. Räjähdyksestä vapautuva röngtensäteily tunteutuisi vain muutaman mikrometrin syvyyteen, eikä sillä olisi suurtakaan vaikutusta asteroidiin tai sen rataan, mutta neutronisäteily tunkeutuisi 20-30 cm syvyydelle asteroidin pintaan. Tässä ydinräjähde olisi siis sitä tehokkaampi, mitä enemmän se tuottaisi neutronisäteilyä.

Absorboitunut neutronisäteily kuumentaisi asteroidin pintakerrosta, jonka äkillinen lämpeneminen aiheuttaisi paineen, joka puolestaan sinkoaisi pintakerroksen irti asteroidista. Kerroksen irtoaminen tuottaisi asteroidille yhtä suuren impulssin vastakkaiseen suuntaan, jolloin asteroidin nopeus muuttuisi. Nopeuden muutos olisi melko suuri: kilometrin kokoiselle asteroidille 10-100 cm/s ja useiden kilometrien kappaleillekin 0,1-1,0 cm/s.

(Deflection and fragmentation of near-Earth asteroids,Ahrens & Harris 1992.Nature 360,429-433)

Siksi asteroidin lähellä tehtävä ydinräjäytys on yksi varteenotettava keino uhkaavan asteroidin torjunnassa. Etuna on suuri vaikutus asteroidin nopeuteen ja vain pieni riski kappaleen hajoamisesta osiin. Lisäksi asteroidin rakennetta ja koostumusta ei tarvitse tuntea tarkasti etukäteen, eikä asteroidin pyöriminenkään ole haittana.

Vierailija

Kiitoksia mielenkiintoisista vastauksista. Niistä päätellen elokuvissa nähdyt ratkaisut eivät aivan tuulesta temmattuja ole. Ilmeisesti käytännön koetta ei ole avaruudessa tehty koskaan?
Ensin kävi mielessä että räjähdyksessä tapahtuva paine aalto jatkuisi loputtomasti koska ei ole ns. vastavoimaa avaruudessa.
Mielenkiintoinen aihe kiitoksia vastauksista.

Vierailija

Avaruudessahan ei ole välittäjäainetta, joka siirtäisi paineaaltoa eteenpäin. Sen sijaan jos siellä räjäyttää perinteisiä räjähdysaineita, niistä vapautuvat kaasut jatkavat matkaansa kyllä räjähdysnopeudellaan, esim. PETN 9000m/s, mutta jo muutaman kymmenenkin metrin päässä kaasumolekyylien määrä/m2 on niin vähäinen ettei niillä ole käytännön vaikutusta.

Miten muuten käytännössä toimii esim. 50 megatonnin räjähdys avaruudessa? Siitähän muodostuu 4(vai 9)-kilometrinen tulipallo ja jos joku sen sisään sattuu jäämään niin se on kyllä nirripois ihan varmasti tukevammankin laitteen sisällä mutta kuinka kauas tästä eteenpäin tappava säde ylettää?

Hannu Tanskanen
Seuraa 
Viestejä8848
Liittynyt26.3.2009

Kas, "Spin0", tämä artikkeli olikin uutta minulle, kiitos siitä !

Perustin lausumani SciAmin artikkeliin muutama vuosi sitten, jota mm. käytin lähteenä myös omalle aihetta käsitelleelle jutulleni TM:ssa, silloin ydinpommi todettiin juuri mainitsemani perustein
kelvottomaksi tehtävään. Artikkelin kirjoittajat ehdottivat asteroidin kääntämistä siten, että pyörimisakseli on kulkusuunnassa ja sitten vähintään vuosikymmen aikaisemmin pienehköä ydinkäyttöistä ionirakettia pukkaamaan sille lisää nopeutta (tai jarruttamaan), jolloin se aikanaan ohittaisi Maan niukasti joko edestä tai takaa riippuen kiihdytettiinkö vai jarrutettiinko.

Itse asiassa, minun olisi pitänyt "keksiä" tuo periaate itsekin, esitinhän sitä NASA:lle laserrakettimoottoriksi jo 1989 ja sain kutsun Langley´in 1991. Idea tuli siitä, että kun tutkittiin laserin käyttöä aseena ja suunnattiin voimakas säde metallipintaan, osa siitä höyrystyi ja räjähti irti pinnasta suurella nopeudella. Pulssilaserilla näin voitiin tehdä "laserraketti", tätä ideaani nyttemmin on kokeiltu White Sands´issa New Mexicossa, testaajina prof. Leik Myrabon (hyvä tuttuni) ryhmä.
Leik kuuluu Alabaman yliopiston "Beamed Power"-projektiryhmään, kuten minäkin kirjeenvaihtajajäsenenä. Ryhmää vetää prof. Andrei Pakhomov ja eräs rahoittajista on Yhdysvaltain ilmavoimat,
alkurahoitus tuli NASA:n "hullujen ideoitten" rahastolta.

Tässä eräs aiheeseen liittyvä juttuni TM:ssa. Laserraketista, avaruushissistä ja Myranbon kokeista kertovasta jutustani minulla valitettavasti ei ole pdf tallella, se oli TM:ssa muistaakseni v. 2004-2005.

http://hannutanskanen.webs.com/Maailman ... tuksia.pdf

Ja itse asiassa, kirjoitin jutussani laserraketista Ursan "Tähdet ja Avaruus" lehdessä jo 1988 avaruusmatkasta asteroidilla, jonka materiaa höyrystettiin laserilla. Laserlentokoneesta vuorostaan kirjoitin TM:ssa myös jo 1989,
alla juttuni pdf:

http://hannutanskanen.webs.com/026tm2089L.pdf

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26854
Liittynyt16.3.2005
Bushmaster
Miten muuten käytännössä toimii esim. 50 megatonnin räjähdys avaruudessa? Siitähän muodostuu 4(vai 9)-kilometrinen tulipallo ja jos joku sen sisään sattuu jäämään niin se on kyllä nirripois ihan varmasti tukevammankin laitteen sisällä mutta kuinka kauas tästä eteenpäin tappava säde ylettää?



Tulipallo muodostuu räjähtävän plasman lähettämän termisen röntgensäteilyn vuorovaikuttaessa ilman kanssa. Avaruudessa tulipallo jää mittasuhteiltaan kertaluokkakaupalla vaatimattomamamksi, koska räjähtävää ainetta on vain satoja kiloja.

Avaruudessa voi olettaa, että liki koko energia vapautuu pehmeähköinä röntgensäteinä. Jostain löytynee tieto kuolettavasta äkillisestä annoksesta. Noista on helppo laskea etäisyys.

Hannu Tanskanen
Seuraa 
Viestejä8848
Liittynyt26.3.2009
Bushmaster
Avaruudessahan ei ole välittäjäainetta, joka siirtäisi paineaaltoa eteenpäin. Sen sijaan jos siellä räjäyttää perinteisiä räjähdysaineita, niistä vapautuvat kaasut jatkavat matkaansa kyllä räjähdysnopeudellaan, esim. PETN 9000m/s, mutta jo muutaman kymmenenkin metrin päässä kaasumolekyylien määrä/m2 on niin vähäinen ettei niillä ole käytännön vaikutusta.

Miten muuten käytännössä toimii esim. 50 megatonnin räjähdys avaruudessa? Siitähän muodostuu 4(vai 9)-kilometrinen tulipallo ja jos joku sen sisään sattuu jäämään niin se on kyllä nirripois ihan varmasti tukevammankin laitteen sisällä mutta kuinka kauas tästä eteenpäin tappava säde ylettää?




Heh-heh .. onpas sinulla hauska avatar, ihan Bush ja Osamako ne siinä käsikynkkää menevät ja nauravat iloisesti ?

Uusimmat

Suosituimmat