席亞洲:消防員能躲開這樣的爆炸麼,我們來計算一下

天津爆炸事件在網絡上引起了大量討論，各路傳言滿天飛，許多人都在嘗試計算21噸TNT爆炸當量相當於什麼概念。有的媒體甚至形容這像是一場核爆炸，雖說美國製造的世界最小的核彈當量就是20噸，但這麼比還是未免誇張了些。初步統計的傷亡數字傳出後，又有謠言聲稱實際傷亡數字更為巨大，甚至稱按照地震局公布的爆炸當量計算至少有1000人死亡。還有報導稱，距離爆炸數公裡的地方都有人因玻璃被衝擊波打碎而受傷。

這次爆炸的威力到底是個什麼概念？在看到遠方爆炸的時候，拿出手機拍攝爆炸火球有多大危險？正確的應對辦法是什麼？

我們先藉助著名的模擬核武器爆炸的網站Nukemap來計算一下，如果一枚21噸TNT當量的炸彈在觀察者網編輯部位置（上海市中心，靠近交通大學）爆炸的結果。根據該網站顯示的數字，會出現一萬四千餘人死亡，一萬一千餘人受傷。

Nukemap網站計算的21噸TNT當量核彈在上海某地爆炸的結果，由內向外的四個環表示200、20、5、1.5psi的超壓範圍

考慮到該網站還算上了常規炸藥爆炸所沒有的光輻射火災、急性放射病等的傷害，這個數字顯然過於誇張了。另一方面，如果以現實中天津發生爆炸的位置為中心計算，這個網站的估算結果會是0，因為它是根據平均人口密度來計算傷亡數字的，肯定不準確。

天津濱海新區的模擬結果是0

引用這個案例只是想說明，如果談爆炸破壞情況和傷亡數字，卻不考慮爆炸本身的性質和爆炸位置等具體情況，那就是「耍流氓」。

按照該網站提供的21噸TNT當量的核彈地爆造成的破壞半徑計算，可得到以下結果：60米半徑內，超壓達到20psi（觀察者網註：磅/平方英寸，1psi相當於0.068大氣壓），混凝土建築物被衝擊波摧毀，死亡率100%。120米半徑內，超壓達到5psi，普通建築物全毀，出現嚴重傷亡。270米半徑內，超壓達到1.4psi，也就是一般玻璃被衝擊波擊破的數值。

上述數字與普通TNT爆炸造成的效果基本是一樣的。這是因為爆炸能量造成的超壓，也就是衝擊波，是爆炸造成建築物破壞的主要罪魁禍首。超壓達到0.1個大氣壓，即1.4psi時，可以導致門窗破壞、玻璃破裂。不過，根據玻璃的性質不同，造成玻璃破裂的超壓值也不同，例如我國國家標準規定，防爆玻璃應該能夠承受0.11Mpa的超壓，也就是16psi左右，比普通玻璃要高10倍。

有報導稱，爆炸範圍2000米內的居民區窗戶被擊碎，根據計算，爆炸導致2000米內達到1.5psi的超壓，爆炸當量要達到8000噸。而現場更詳細的報導中提到，此次爆炸中玻璃被震碎的萬科大廈距離爆炸現場約700米，照此計算，爆炸TNT當量也有400噸。

這至少說明，衝擊波影響範圍遠遠超過了按照TNT當量計算的衝擊波殺傷範圍。

在社交媒體時代，蘑菇雲、沖天火光、爆裂的玻璃、被衝擊波掀翻的拍攝者，種種影像病毒式地傳播開來，對受眾帶來了極大的刺激。有人便認為一定是瞞報了爆炸當量，甚至說爆炸當量達到1000噸級別。

天津濱海新區爆炸視頻截圖

但是衝擊波影響偏大並非不可思議的事情，懷疑論者的存在也毫不新鮮。例如，1989年6月4日發生在蘇聯的烏法鐵路事故，當時距離鐵路線1300米的輸氣管道發生爆炸，爆炸當量估計為250-300噸TNT當量。結果鐵路上的兩列火車被爆炸波及，衝擊波和爆炸導致575人死亡，超過800人受傷。當時就有說法稱爆炸的TNT當量達到了10000噸。

查閱相關論文，我們可以發現，21噸當量的爆炸打破兩千米範圍內玻璃的情況並非不可能。用TNT當量計算爆炸超壓範圍有一個缺陷，因為這種算法是將炸藥描述為一團固態物質，爆炸時用點源描述。而在蒸汽雲或可燃氣體，粉塵爆炸中，爆炸物體積較大，不適合用點源描述。用TNT當量算法，簡單地確定超壓的傷害範圍，必然會有較大的誤差。

那麼何種情況下，爆炸當量為21噸TNT時會出現如此大範圍的破壞呢？

最有可能的便是「雲爆」。也就是說，現場在爆炸時，很可能已經發生了嚴重的可燃氣體洩漏或者空氣中有大量粉塵、蒸汽。相當於是引爆了一顆超大號的「雲爆彈」，對人員等脆弱物體的實際殺傷威力要比TNT當量數字看起來大得多。

爆炸現場出現大坑

爆炸現場的大坑和周圍的破壞情況顯示了此次爆炸的混合特性，分析詳細情況可能很複雜

至於「雲爆」的規模，可以按照目前常用的TNO多元法計算。

以部分報導（假定報導皆為真）中的內容為條件：

此次爆炸造成兩公裡內玻璃「全部破裂」，也就是2000米半徑內出現1.4psi超壓；在多次爆炸中，最大的一次當量約為21噸TNT。

那麼，根據相關公式可以逆推出，此次發生爆炸的氣團體積為11萬立方米（為了說明問題，上述計算中假定發生爆炸的氣體為氫氣，如果爆炸物是其他氣體的話，計算數值會有不同）。

根據最新消息，此次爆炸事件中有多種揮發性易燃物，含有「雲爆」因素的可能性進一步上升。

筆者還注意到，報導稱倉庫內還存有多種活潑的鹼金屬材料。因此這次爆炸的現象會非常複雜，有雲爆，也有固體易爆物，而且混合在一起，也不能完全用「雲爆」理論來推算其爆炸殺傷範圍。但可以肯定，單從爆炸傷害範圍就否認21噸爆炸當量這個數字，顯然是論據不足的。

此外，從爆炸現場的照片可以看出，毀傷因素除了衝擊波外，還有嚴重的高溫燃燒等。這也是導致爆炸中損失驚人的重要原因。

還需要說明的是，按照國家規定，大中型危險品倉庫與居民區應該有1000米以上的安全距離。理論上來說，這個距離是足以保障安全的，要達到在1000米距離上出現建築倒塌，大量人員傷亡的效果，爆炸物當量理論上要達到一萬噸。除了核武器外，一般的爆炸很難達到這樣的威力，即使「雲爆」也不可能。（不過發生事故的公司，其危險品倉庫總面積，究竟是否達到了「大中型」的標準，還有待調查的結果。本次事故或許會引發標準的修正。）

其實，進行這些計算，主要還是為了說明一個簡單的道理，爆炸作為最複雜的化學變化之一，不是普通人想的那麼簡單。現實中，如果你看見爆炸閃光，不管是事故，還是其他更不幸的事件，千萬不要再拿著手機去拍攝了，不管你是不是在玻璃後面，趕緊找合適的掩體，背向閃光方向臥倒，雙手抱頭張開嘴。有讀者可能知道，這是遭遇核爆炸時的標準自救動作。筆者並非誇張，只有這樣做才能儘量避免自己遭遇更大的不幸，因為你根本無法確定看到的火球到底可能造成多麼巨大的破壞。在這種極度危險狀況下，也只有英勇的消防隊員會逆火而行，即便是最專業的救火隊員此刻也很難判斷險情嚴重程度，但是身份使命決定了他們不可能放任不管，任何國家稱職的消防員都是如此。

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