נזק בעת הפיצוץ.

עודף לחץ נוצר בטווח שבין 1 ל-50 psi עבור התפוצצות 1 קילוטון חומר נפץ כפונקציה של גובה הפיצוץ. הקו השחור מצביע על גובה הפיצוץ האופטימלי

הערכה לגבי גודל הנזק שנגרם בעת ההפצצה על הירושימה ונגסקי. פצצת מימן מודרנית עשויה להיות מאות מונים חזקה יותר ולגרום לרמות דומות של נזק במרחק הגדול פי 2 עד 5 פעמים

.

הטמפרטורות הגבוהות והלחצים גורמים לגז לנוע החוצה באופן רדיאלי בקליפה דקה וצפופה הקרויה "החזית ההידרודינמית". החזית מתנהגת כבוכנה הדוחקת ומכווצת את התווך באזור הפיצוץ על מנת ליצור גל הלם המתרחב באופן כדורי. בתחילה, גל ההלם מצוי בתוך המשטח של כדור האש הגדל, אשר נוצר על ידי קרני הרנטגן. ברם, בתוך חלקיק שנייה חזית הלחץ הצפופה מסתירה את כדור האש. כך נוצר האפקט המוכר של פולס אור כפול הנראה בעת פיצוץ גרעיני.

רוב ההרס הנוצר על ידי פיצוץ גרעיני נובע מהשפעות ההדף. רוב המבנים, למעט מבנים מחוזקים או חסיני הדף, ינזקו נזק בינוני עד קשה כאשר יהיו תחת לחץ יתר של 0.35 אטמוספירות.

רוח ההדף עשויה להגיע למהירות של מאות קילומטרים בשעה. טווח ההדף משתנה כתלות בעוצמת הנשק ובגובה הפיצוץ. טווח הפיצוץ אינו מקסימלי כאשר הפיצוץ מבוצע על פני הקרקע או באזורים נמוכים אלא הוא גדל ככל שגובה הפיצוץ גדל עד לנקודת אופטימום שממנה והלאה הטווח קטן עם הגדלת הגובה. הסיבה לכך היא ההתנהגות הלא לינארית של גלי ההדף. אם גל ההדף מגיע לקרקע הוא מוחזר. מתחת לזווית החזרה מסוימת מתאחדים הגל הפוגע והגל המוחזר ויוצרים גל אופקי מחוזק הקרוי עמוד מאך על שם ארנסט מאך.

ישנן שתי תופעות הקשורות בגל ההדף הנע באוויר :

• לחץ עודף סטטי - עליה חדה בלחץ הנגרמת על ידי גל ההלם. הלחץ העודף בכל נקודה נתונה תלוי ישירות בצפיפות האוויר בגל.
• לחץ עודף דינמי - כוח התנגדות המופעל על ידי רוחות ההדף. הרוחות מסוגלות לדחוף, להפוך ולקרוע עצמים.

רוב הנזק הנגרם לחומר על ידי פיצוץ אוויר גרעיני נגרם על ידי צירוף של לחץ עודף סטטי גבוה ורוחות ההדף. הדחיסה הארוכה של גל ההדף מחלישה מבנים, אשר אז נקרעים לחלקים. פאזות הדחיסה, הואקום והלחץ עשויות להמשך מספר שניות או יותר ולהפעיל כוחות גדולים בהרבה מסופת ההוריקן החזקה ביותר.

גלי ההדף אשר פוגעים בגוף האדם גורמים לגלי לחץ העוברים דרך הרקמות. הגלים הללו פוגעים לרוב בצמתים בין רקמות בעלות צפיפויות שונות (עצם ושריר) או בממשק המקשר בין הרקמה והאוויר. הלחץ העודף הפוגע בריאות הוא כ-70 kPa. עור התוף יקרע בלחץ שבין 22 kPa לבין 90 kPa.

[עריכה] קרינה תרמית

גובה ענן הפטרייה תלוי בעוצמה עבור פיצוצים המתרחשים על פני הקרקע.
0 = גובה של טיסות אזרחיות
1 = איש שמן
2 = Castle Bravo.

נשק גרעיני פולט קרינה אלקטרומגנטית בכמויות גדולות. הקרינה נפלטת בצורת אור נראה, אור אינפרה אדום ואור אולטרה סגול. רוב הסכנות הן כוויות ופגיעות עיניים. בימים בהירים, הפציעות עשויות להתרחש הרבה מעבר לטווחי הפיצוץ. האור הוא כה חזק שהוא יכול להצית אש שתתפשט במהירות בהריסות שיותיר ההדף. טווח האפקטים התרמיים גדל משמעותית כתלות בעוצמת הנשק. לקרינה התרמית נתח של 35-45 אחוזים מהאנרגיה המשתחררת בפיצוץ, כתלות בעוצמת הנשק.

קיימים שני סוגים של פגיעות עיניים כתוצאה מקרינה תרמית של נשק גרעיני:

עיוורון הבזק אור נוצר בשל הבזק התחלתי של אור אשר נוצר בעת פיצוץ גרעיני. הרשתית קולטת אנרגית אור בכמות גדולה מכפי יכולתה, אולם פחות מהכמות הדרושה לנזק בלתי הפיך. הרשתית רגישה במיוחד לאור נראה וכן לאור אינפרה אדום בעל גל קצר. הסיבה היא שהעדשה על הרשתית ממקדת את החלק הזה של הספקטרום האלקטרומגנטי. התוצאה היא הלבנה של הפיגמנטים האחראים על הראייה וכתוצאה מכך עיוורון זמני לפרק זמן של עד 40 דקות.

כוויות שנוצרו על גופה של אישה לאחר ההפצצה בהירושימה

כווית הרשתית היוצרת נזק תמידי נגרמת גם מריכוז אנרגיה תרמית ישירה על הרשתית על ידי העדשה. הכוויה תתרחש רק במידה וכדור האש בשדה הראייה של הפרט ולכן זו פציעה נדירה. עם זאת כוויות רשתית עשויות להיגרם גם במרחקים גדולים מאזור הפיצוץ. הדבר תלוי בעוצמת הנשק ובגודל כדור האש.

כאשר קרינה תרמית פוגעת בעצם נתון, חלק מהקרינה מוחזרת, חלק מועברת וחלק נספגת בתוך העצם. החלק שנספג תלוי באופי ובצבע החומר ממנו עשוי החפץ. חומר דק עשוי להעביר הרבה. חומר בעל צבע בהיר עשוי להחזיר את רוב הקרינה ולא להנזק. הקרינה התרמית הנספגת מעלה את טמפרטורת המשטח וגורמת לשריפה של עץ, נייר, בדים וחומרים נוספים. אם החומר מהווה מוליך תרמי גרוע, החום יכלא באזור המשטח של החומר.

תבערה של חומרים תלויה בפרק הזמן שבו נמשך הפולס התרמי ובעובי ובלחות המטרה. ליד אזור הפיצוץ שטף האנרגיה גדול מ-125 ג'אול לסנטימטר מרובע וכל דבר שיכול להישרף ישרף. במרחק רב יותר, רק חומרים שקל להבעירם יעלו באש.

בעיר הירושימה, התפתחה סופת אש אדירת ממדים תוך 20 דקות לאחר הפיצוץ. הסופה השמידה בניינים ובתים רבים. סופת אש מורכבת מרוחות בעלות כח אדיר הנושבות לעבר מרכז האש מכל רוחות השמיים. עם זאת, התופעה אינה ייחודית לפיצוצים גרעיניים ונצפתה גם בעת התרחשותן של שריפות יער גדולות וגם בעת הפצצות שטיח במהלך מלחמת העולם השנייה.

מאחר שקרינה תרמית עוברת בקו ישר מכדור האש כל עצם שאינו שקוף יצור צל שיגן עליו. במידה שערפל יפזר את האור, הצל יהיה פחות יעיל אולם הערפל יפחית את טווח ההשפעה של הקרינה.