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?

Weet jij het antwoord?

/2500

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/

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

Bronnen:
http://www.fourmilab.ch/etexts/www/effects/
https://en.wikipedia.org/wiki/Effects_of_n...
https://www.cdc.gov/niosh/docket/archive/p...

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100