8月12日晚23時30分左右,天津濱海新區開發區發生劇烈爆炸,爆炸火光沖天。國家地震臺網清晰記錄到了12日晚間天津發生的爆炸事故,共有兩次爆炸,間隔約30秒,第二次震級更高,通過分析波形記錄測算出,爆炸威力相當於21噸TNT。爆炸引起的衝擊波造成了周邊地區建築物不同程度的損毀,現場騰起巨大的蘑菇雲。各媒體新聞中如TNT當量、衝擊波等物理名詞該如何理解?
TNT當量
很多人好奇TNT當量的概念,TNT當量是指核爆炸時所釋放的能量相當於多少噸TNT炸藥爆炸所釋放的能量。TNT炸藥的數量又被使用作為能量單位,每公斤可產生420萬焦耳的能量,1噸TNT相等於4.2千兆焦耳,一百萬噸相等於4200兆兆焦耳,通常也作為核武器爆炸當量的單位來使用。
從波形記錄結果看,第一次爆炸相當於3噸TNT,第二次爆炸在30秒種後,相當於21噸TNT。等值換算,戰斧式巡航飛彈的TNT當量約為454千克,即第一次爆炸相當於近7個戰斧式巡航飛彈的能量,第二次爆炸的能量則接近於46個戰斧式巡航飛彈落地爆炸。
如果以依阿華戰列艦16寸炮炮彈(54公斤高爆炸藥)約127千克TNT當量進行換算,第二次爆炸的威力相當於超過了165枚美國二戰最大的依阿華級戰列艦的406毫米主炮炮彈的威力。
要想更形象地了解TNT當量,威力對照表如下:
標準TNT取的是,1克TNT釋放4184焦耳
1.3 x 10^05 J: 反人員地雷(31克TNT裝藥)
2.1 x 10^05 J: A-10攻擊機的GAU-8機炮射出一發貧鈾穿甲彈= 50克TNT當量
9.5 x 10^05 J: 手榴彈(226克TNT裝藥)
6.1 x 10^06 J: 120mm坦克炮彈(KEW-A1) = 1.4千克TNT當量
2.1 x 10^07 J: 反坦克地雷(5公斤TNT裝藥)
3.9 x 10^07 J: 美國海軍64兆焦電磁軌道炮彈頭動能
1.2 x 10^08 J: 1加侖汽油= 28千克TNT當量
1.8 x 10^08 J: 1微克反物質 1微克正物質= 43千克TNT當量
5.3 x 10^08 J: 依阿華戰列艦16寸炮炮彈(54公斤高爆炸藥)= 127千克TNT當量
1.9 x 10^09 J: 戰斧式巡航飛彈(TLAM-C) = 454 千克TNT當量
4.184 x 10^09 J: 1噸TNT當量
2.0 x 10^10 J: 平均水平閃電= 4.8噸TNT當量
3.6 x 10^10 J: 平均水平龍捲風= 8.6噸TNT當量
4.2 x 10^10 J: 戴維小型戰術核武器= 0.01千噸= 10噸TNT當量
5.0 x 10^10 J: MOAB巨型燃料空氣炸彈,最強大的非核常規武器= 12噸TNT
3.6 x 10^13 J: 平均雷暴天氣= 0.9萬噸
6.3 x 10^13 J: 廣島原子彈「小男孩」= 1.5 萬噸
8.8 x 10^13 J: 長崎原子彈「胖子」= 2.1 萬噸
1.8 x 10^14 J: 1克反物質 1克正物質= 4.3 萬噸
2.0 x 10^15 J: 芮氏7.0 級地震= 47.7 萬噸
1.5 x 10^16 J: 1顆巴林傑隕石(直徑可能100米,美國巴林傑隕石坑直徑1.2km)= 3.5 百萬噸
6.3 x 10^16 J: 通古斯大爆炸= 15 百萬噸= 4.3顆巴林傑隕石
1.1 x 10^17 J: 聖海倫火山噴發= 25 百萬噸= 1.6個通古斯大爆炸
2.0 x 10^18 J: 芮氏9.0 級地震= 477 百萬噸
3.2 x 10^26 J: 轟掉地球大氣層= 77 千萬億噸
3.9 x 10^26 J: 太陽每秒散發的能量= 92 千萬億噸每秒
6.6 x 10^26 J: 加熱燒沸地球的海洋= 158 千萬億噸
4.5 x 10^27 J: 加熱蒸發地球的海洋= 1 百億億噸
7.0 x 10^27 J: 加熱蒸發地球的海洋和烤乾所有地面= 2 百億億噸
1.0 x 10^29 J: 炸飛地球海洋= 24 百億億噸
2.1 x 10^29 J: 地球轉動能量= 50 百億億噸
1.5 x 10^30 J: 炸飛全球表面= 359 百億億噸
2.9 x 10^31 J: 轟掉地球(殘骸留在原軌道上)= 7 十萬億億噸
3.3 x 10^31 J: 太陽每天散發的能量= 8 十萬億億噸/day