TNT ekvivalent je konvencija za izražavanje energije, koja se obično koristi za opisivanje energije oslobođene u eksploziji. Tona TNT-a je jedinica energije definisana konvencijom 7000418400000000000♠4,184gigadžula (7000100000000000000♠1gigakalorija),[1] što je približna energija oslobođena pri detonaciji metričke tone (1.000 kilograma) TNT-a. Drugim rečima, za svaki gram eksplodiranog TNT-a, oslobođeno je 4.184 kilodžula (ili 4.184 džula ) energije.
Укратко Информације о јединици, Систем ...
TNT ekvivalent
Eksplozija nuklearnog testa od 14 kilotona na poligonu u Nevadi 1951.
Dijagram koji prikazuje eksplozivnu snagu i visinu oblaka pečuraka. On pruža skalu za poređenje energija oslobođenih različitim nuklearnim eksplozijama. Na primer, Debeli čovek je oslobodio 22 kilotona, dok su termonuklearne eksplozije nastale tokom operacije Dvorac Bravo oslobodile 15.000 kilotona.
Ova konvencija ima za cilj da uporedi destruktivnost događaja sa konvencionalnim eksplozivnim materijalima, za koji je TNT tipičan primer, iako drugi konvencionalni eksplozivi kao što je dinamit sadrže više energije.
Remove ads
Kiloton i megaton
„Kiloton (ekvivalent TNT)「 je jedinica energije jednaka 4,184 teradžula (4,184 × 1012 J).[2]
"Megaton (od TNT ekvivalenta)" je jedinica energije jednaka 4,184 petažula (4,184 × 1015 J).[3]
Kiloton i megaton ekvivalenta TNT-a tradicionalno se koriste za opisivanje izlazne energije, a time i razorne moći nuklearnog oružja. Ekvivalent TNT-a pojavljuje se u različitim sporazumima o kontroli nuklearnog oružja i koristi se za karakterizaciju energije oslobođene pri udarima asteroida.[4]
Remove ads
Istorijsko izvođenje vrednosti
Alternativne vrednosti za TNT ekvivalentnost se mogu izračunati prema tome koja se osobina upoređuje i kada se u dva procesa detonacije mere.[5][6][7][8]
Tamo gde je, na primer, poređenje po energetskom prinosu, energija eksploziva se obično izražava za hemijske svrhe kao termodinamički rad proizveden njegovom detonacijom. Za TNT je to tačno izmereno kao4.686 J/g iz velikog uzorka eksperimenata sa vazdušnim eksplozijama, a teoretski je izračunato na 4.853J/g.[9]
Međutim, čak i na ovoj osnovi, poređenje stvarnih energetskih prinosa velikog nuklearnog uređaja i eksplozije TNT-a može biti malo netačno. Male eksplozije TNT-a, posebno na otvorenom, nemaju tendenciju da sagoreju čestice ugljenika i ugljovodonične produkte eksplozije. Efekti ekspanzije gasa i promene pritiska imaju tendenciju da brzo "zamrznu" opekotinu. Velika otvorena eksplozija TNT-a može održati temperaturu vatrene kugle dovoljno visokom da neki od tih proizvoda sagore sa atmosferskim kiseonikom.[10]
Takve razlike mogu biti značajne. Iz bezbednosnih razloga širok opseg kao 7003267300000000000♠2,673—6,702J je navedeno za gram TNT-a nakon eksplozije.[11]
Tako se može reći da nuklearna bomba ima snagu od 15 kt (7013630000000000000♠6,3×1013J), ali eksplozija stvarnog 15.000 tona gomile TNT-a može dati (na primer) 7013800000000000000♠8×1013J zbog dodatne oksidacije ugljenika/ugljovodonika koja nije prisutna kod malih punjenja na otvorenom.[10]
Ove komplikacije su zaobiđene konvencijom. Energija koju oslobađa jedan gram TNT-a proizvoljno je definisana kao stvar konvencije na 4.184J,[12] što je tačno jedna kilokalorija.
Kilotona TNT-a se može vizualizovati kao kocka TNT-a veličine 846m (2.776ft) sa strane.
За више информација погледајте: Poredak vrednosti (energija)
Више информација Megatona TNT-a, Energija [Wh] ...
Megatona TNT-a
Energija [Wh]
Opis
6988100000000000000♠1×10−12
1.162Wh
≈ 1 kalorija hrane (velika kalorija, kcal), što je približna količina energije potrebna da se temperatura jednog kilograma vode podigne za jedan stepen Celzijusa pri pritisku od jedne atmosfere.
6991100000000000000♠1×10−9
1.162kWh
U kontrolisanim uslovima jedan kilogram TNT-a može uništiti (ili čak uništiti) malo vozilo.
Približna toplotna energija zračenja koja se oslobađa tokom 3-faznog, 600V, 100kA lučnog kvara u odeljku od 0,5m ×0,5m ×0,5m (20in ×20in ×20in) u periodu od 1 sekunde.
6992120000000000000♠1,2×10−8
13.94kWh
Količina TNT-a koja je upotrebljena je (12kg) u eksploziji koptske crkve u Kairu, Egipat, 11. decembra 2016. u kojoj je poginulo 25 osoba [19]
6994189999999999999♠1,9×10−6
2.90MWh
Televizijska emisija Razotkrivanje mitova koristila je 2,5 tone ANFO-a da napravi "domaće" dijamante. (Epizoda 116.)
Energija koju oslobađa prosečno pražnjenje groma.[20]
6994100000000000000♠(1—44)×10−6
1.16–51.14MWh
Konvencionalne bombe daju manje od jedne tone do 44 tone FOAB-a. Iznos krstareće rakete Tomahavk je ekvivalentan 500kg TNT-a.[21]
6996454000000000000♠4,54×10−4
581MWh
Realno punjenje od 0.454kt (1.900TJ) u operaciji Mornarski šešir. Da je naelektrisanje puna sfera, bilo bi 1kt (4,2TJ). 454 tone TNT-a (5 k 10 m (17 k 34 ft)) čeka na detonaciju u operaciji Sailor Hat.
6997180000000000000♠1,8×10−3
2.088GWh
Procenjena količina eksploziva u Bejrutu od 2.750 tona amonijum nitrata[22] koja je ubila 137 ljudi u libanskoj luci i blizu nje u 18 časova po lokalnom vremenu u utorak, 4. avgusta 2020.[23] Nezavisna studija stručnjaka za istraživanja eksplozije i uticaja Grupa na Univerzitetu u Šefildu predviđa da je najbolja procena količine eksploziva u Bejrutu 0,5 kilotona TNT-a, a realno ograničena procena je 1,12 kilotona TNT-a.[24]
6997100000000000000♠(1—2)×10−3
1.16–2.32 GWh
Procenjena količina eksploziva koja je izazvala eksploziju u Opau, koja je ubila više od 500 osoba u nemačkoj fabrici đubriva 1921.
6997230000000000000♠2,3×10−3
2.67GWh
Količina sunčeve energije koja godišnje padne na (1 hektar) zemljišta je 9,5TJ (2.650MWh) (prosek po površini Zemlje).[25]
Operacija veliki prasak 18. aprila 1947. godine razorila je bunkere na Helgolandu. Akumulirao je 6.700 metričkih tona viška municije iz Drugog svetskog rata postavljene na različitim lokacijama širom ostrva. Oslobođena energija bila je 1.3×1013 J, ili oko 3,2 kilotona TNT ekvivalenta.[27]
6997400000000000000♠4×10−3
9.3GWh
Minor Scale, konvencionalna eksplozija u Sjedinjenim Državama iz 1985. godine, koja koristi 4.744 tone ANFO eksploziva za obezbeđivanje ekvivalentne vazdušne eksplozije od osam kilotona (33,44 TJ) nuklearnog oružja,[28] veruje se da je najveća planirana detonacija konvencionalnog eksploziva u istoriji.
6998150000000000000♠(1,5—2)×10−2
17.4–23.2GWh
Atomska bombaLittle Boy bačena na Hirošimu 6. avgusta 1945. eksplodirala je energijom od oko 15kt (63TJ) ubivši između 90.000 i 166.000 ljuModerno nuklearno oružje u arsenalu Sjedinjenih Država ima snagu oddi,[29] a atomska bombaFat Man bačena na Nagasaki 9. avgusta , 1945, eksplodirala je sa energijom od oko 20kt (84TJ) ubivši preko 60.000 [29] Moderno nuklearno oružje u arsenalu Sjedinjenih Država ima snagu od 03kt (13TJ) do 12Mt (50PJ) ekvivalenta, za stratešku bombu B83.
Energija sadržana u jednoj megatoni TNT-a (4,2 PJ) dovoljna je za napajanje prosečnog američkog domaćinstva tokom 103.000 godina.[32] Procenjena gornja granična snaga eksplozije u Tunguskoj od 30Mt (130PJ) mogla bi da napaja isti prosečni dom više od 3.100.000 godina. Energija te eksplozije mogla bi napajati čitave Sjedinjene Države 3,27 dana.[33]
8.6
10TWh
Energija koju bi tipičan tropski ciklon oslobodio za jedan minut, prvenstveno iz kondenzacije vode. Vetar čini 0,25% te energije.[34]
16
18.6TWh
Približna izračena površinska energija oslobođena u zemljotresu jačine 8 stepeni.[35]
21.5
25TWh
Potpuna konverzija 1kg materije u čistu energiju dala bi teoretski maksimum (E = mc2) od 89.8petadžula, što je ekvivalentno 21.5megatona TNT-a. Još nije postignuta takva metoda potpune konverzije kao što je kombinovanje 500 grama materije sa 500 grama antimaterije. U slučaju proton-antiprotonske anihilacije, približno 50% oslobođene energije će pobeći u obliku neutrina, koji se skoro ne mogu detektovati.[36] Događaji anihilacije elektrona i pozitrona emituju svoju energiju u potpunosti kao gama zraci.
Energija oslobođena u zemljotresu i cunamiju u Tohokuu 2011. bila je preko 200.000 puta veća od površinske energije i izračunala je USGS u 7017190000000000000♠1,9×1017 džula,[39][40] nešto manje od zemljotresa u Indijskom okeanu 2004. godine. Procenjena je u trenutku magnitude 9,0–9,1. Šteta izazvana cunamijem Tohoku 2011
50–56
58TWhali je imao maksimalni teorijski projektovani prinos od
Sovjetski Savez je razvio prototip termonuklearne bombe, nazvana Car Bomba, koji je testiran na 50Mt (210PJ), ali je imao maksimalnu teorijski projektovanu snagu od 100Mt (420PJ).[41] Efikasni destruktivni potencijal takvog oružja veoma varira u zavisnosti od uslova kao što su visina na kojoj je detonirano, karakteristike mete, teren i fizički pejzaž na kome je detonirano.
61
70.9 TWh
Energija koju je oslobodila vulkanska erupcija Hunga Tonga–Hunga Haʻapai 2022. u južnom Tihom okeanu, procenjuje se da je ekvivalentna kao 61 megatona TNT-a.[42]
Ukupna energija oslobođena erupcijom Krakatoe 1883. u Holandskoj Istočnoj Indiji (današnja Indonezija).[44]
540
630TWh
Ukupna energija proizvedena širom sveta svim nuklearnim testiranjima i kombinovanom upotrebom u borbi, od 1940-ih do danas, iznosi oko 540 megatona.
1,460
1.69PWh
Ukupan globalni nuklearni arsenal je oko 15.000 nuklearnih bojevih glava [45][46][47] sa destruktivnim kapacitetom od oko 1.460 megatona[48][49][50][51] ili 1,46 gigatona (1,460 miliona tona) TNT-a. Ovo je ekvivalentno 6.11x1018 džula energije.
2,680
3PWh
Energetska jačina zemljotresa u Valdiviji 1960. godine procenjen je u trenutku magnitude 9,4–9,6. Ovo je najsnažniji zemljotres zabeležen u istoriji.[52][53]Posledice zemljotresa u Valdiviji 1960.
2,870
3.34 PWh
Energija koju oslobađa uragan dnevno tokom kondenzacije.[54]
33,000
38.53PWh
Ukupna energija oslobođena erupcijom planine Tambora na ostrvu Sumbava u Indoneziji 1815. Dala je ekvivalent od 2,2 miliona veličine atomske bombe Little boy (prva atomska bomba) ili 1/4 ukupne svetske godišnje potrošnje energije.[55] Ova erupcija je 4-10 puta destruktivnija od erupcije Krakatoa iz 1883. godine.[56]
Procenjena energija pri udaru kada je najveći fragment komete Šumejker-Levi 9 udario u Jupiter je ekvivalentna 6 miliona megatona (6 triliona tona) TNT-a.[62]Mesto udara komete Shoemaker-Levi 9
7007720000000000000♠7,2×107
116EWh
Procene iz 2010. pokazuju da je kinetička energija udara u Čiksulubu dala 72 teratona TNT ekvivalenta (1 teraton TNT je jednak 106 megatona TNT-a) koji je izazvao izumiranje K-Pg, zbrisavši 75% svih vrsta živih bića na Zemlji.[63][64] Ovo je daleko razornije od bilo koje prirodne katastrofe zabeležene u istoriji. Takav događaj bi izazvao globalni vulkanizam, zemljotrese, megacunamije i globalne klimatske promene.[63][65][66][67][68]Animacija udara Čiksuluba.
Eksplozija supernove tipa daje 1–7044200000000000000♠2×1044 džula energije, što je oko 2,4–4,8 stotina milijardi jotatona (24–48oktilona (2.4–7028479999999999999♠4,8×1028)megatona) TNT-a, što je ekvivalentno eksplozivnoj sili količine TNT-a preko triliona (1012) puta mase planete Zemlje. Ovo je astrofizička standardna sveća koja se koristi za određivanje galaktičkih udaljenosti.[75]
7030240000000000000♠(2,4—4,8)×1030
7042280000000000000♠(2,8—5,6)×1042Wh
Najveća primećena vrsta supernove, rafali gama zraka (GRB) oslobađaju više od 1046džula energije.[76]
7032130000000000000♠1,3×1032
7044150000000000000♠1,5×1044Wh
Oslobođeno je spajanje dve crne rupe, što je rezultiralo prvim posmatranjem gravitacionih talasa 7047530000000000000♠5,3×1047džula [77]
Faktor relativne efikasnosti (RE faktor) povezuje moć rušenja eksploziva sa snagom TNT-a, u jedinicama TNT ekvivalenta/kg (TNTe/kg). RE faktor je relativna masa TNT-a kojoj je eksploziv ekvivalentan: Što je RE veći, to je eksploziv snažniji.
Ovo omogućava inženjerima da odrede odgovarajuće mase različitih eksploziva kada primenjuju formule za miniranje razvijene posebno za TNT. Na primer, ako formula za sečenje drveta zahteva snagu od 1kg TNT-a, onda bi na osnovu oktanitrokubanovogRE faktora od 2,38 bilo potrebno samo 1,0/2,38 (ili 0,42) kg da bi se obavio isti posao. Koristeći PETN, inženjerima bi trebalo 1,0/1,66 (ili 0,60) kg da bi dobili iste efekte kao 1kg TNT-a. Sa ANFO ili amonijum nitratom, njima bi bilo potrebno 1,0/0,74 (ili 1,35) kg ili 1,0/0,32 (ili 3,125) kg, respektivno.
Izračunavanje jednog RE faktora za eksploziv je, međutim, nemoguće. Zavisi od konkretnog slučaja ili upotrebe. S obzirom na par eksploziva, može se proizvesti 2× izlaz udarnog talasa (ovo zavisi od udaljenosti mernih instrumenata), ali razlika u sposobnosti direktnog rezanja metala može biti 4× veća za jednu vrstu metala i 7× veća za drugu vrstu metala. Relativna razlika između dva eksploziva sa oblikovanim punjenjem biće još veća. Tabelu u nastavku treba uzeti kao primer, a ne kao precizan izvor podataka.
Више информација Eksplozivno, kvaliteta, Gustina (g/ml) ...
TBX (termobarični eksplozivi) ili EBKS (poboljšani eksplozivi), u malom, skučenom prostoru, mogu imati preko dva puta veću moć razaranja. Ukupna snaga aluminizovanih smeša striktno zavisi od stanja eksplozije.
Predviđene vrednosti
Nuklearni primeri
Више информација Nuklearno oružje, Ukupna snaga Nuklearnog oružja (kilotona TNT-a) ...
Nuklearno oružje i najmoćniji primeri nenuklearnog oružja