估算黎巴嫩爆炸事故威力:當量接近9百噸TNT,2公裡內最慘烈

2020-12-21 電波論劍

8月4日傍晚,黎巴嫩首都貝魯特的一處港口突發巨大爆炸,從當地不少民眾拍攝的爆炸瞬間的視頻來看,猛烈的衝擊波不僅夷平了港口附近的建築物,摧毀了周邊的醫院,還將15英裡之外的樓房窗戶全部震碎,而爆炸之後形成的蘑菇雲更是在數十公裡外都能看見。從目前媒體拍攝的現場照片來看,整個港口地區就像遭受了一次戰術核打擊的打擊一樣,非常狼藉。目前黎巴嫩衛生部統計的傷亡情況顯示,至少有4000人在爆炸中傷亡,其中包括死亡人員78人。不過由於爆炸周邊根本沒有清理,而且貝魯特相關地區的醫院已經飽和,所以傷亡數字肯定不止這些。

爆炸瞬間

殉爆瞬間

關於爆炸的確切原因,黎巴嫩總理哈桑·迪亞布對媒體說,可能和港口存放的硝酸銨有關,那裡估計有2750噸通常用於肥料和炸彈的高爆炸性硝酸銨,它們已在港口的倉庫中存放了6年。而除了總理證實港口存放有硝酸銨之外,黎巴嫩安全部門負責人阿巴斯·易卜拉欣少將也告訴媒體,「港口的高爆炸性材料」是政府幾年前繳獲的,一直存放在爆炸現場附近。

對於硝酸銨的爆炸威力,普通讀者可能並不了解,它雖然也能製備炸藥,但是威力相對於我們常見的TNT炸藥還是要弱不少的。無論是爆速還是爆熱,硝酸銨都要大大弱於TNT。

而所謂的爆速,指的就是爆炸的爆轟波在爆炸物中傳播的最大穩定速度,這個是爆炸物威力的重要衡量指標,通常爆速越高威力越大。以常見的TNT炸藥為例,它的爆速是大約6700米/秒,而這次事件的主角硝酸銨的爆速是1100米/秒到2700米/秒左右,大概只是TNT的三分之一。

而另一個衡量爆炸物威力的指標則是爆熱,它指的是爆炸物在爆炸反應過程中對外釋放的熱量,和爆速一樣,爆熱也是數值越大,威力越大。常見的TNT炸藥的爆熱是4187千焦/公斤左右,而硝酸銨的爆熱則是1440千焦/公斤左右,大概也是前者的三分之一。

爆炸瞬間

按照化工行業的相關研究,爆炸物的威力其實是可以利用爆熱來以TNT為標準進行換算的,只需要將爆炸物的爆熱與TNT爆熱的比值乘上爆炸物的重量,就可以大概估算出相應重量的爆炸物的威力相當於多少TNT炸藥爆炸的威力。以此次事件中的硝酸銨為例,可以估算出2750噸硝酸銨的爆炸威力,大約是相當於【(1440/4187)x2750噸】=945噸TNT炸藥爆炸的威力。不過由於硝酸銨和TNT的爆熱值是有偏差的,所以此次2750噸硝酸銨的爆炸當量應該就是900噸TNT上下。

這麼大威力的硝酸銨爆炸會產生相當強的爆轟、衝擊和超壓殺傷,而根據距離爆炸點距離的不同,其殺傷力是呈遞減形態的。從相關核武器的爆炸殺傷的研究資料來看,1000噸TNT當量的戰術核武器的衝擊波殺傷效應半徑大概是1.8到2公裡左右。這次2750噸硝酸銨爆炸的當量是900噸TNT左右,所以衝擊波殺傷效應半徑應該是與千噸級當量戰術核武器差不多,也應該是2公裡左右。當然,城區的密集建築對衝擊肯定是有阻擋和削弱,但是衝擊波橫掃建築和街道所產生的各種碎片和破片實際上也是有殺傷力的。

爆炸衝擊波向你衝過來

其實純的硝酸銨如果存放得當的話,它並不容易發生爆炸,如果要強行引爆它,所要達到的條件也不簡單。按照有關資料的介紹,如果是加熱硝酸銨的話,必須得超過300攝氏度的高溫才能引起硝酸爆炸。不過值得注意的是硝酸銨是一種強氧化劑,如果發生燃燒,那麼它會釋放出很多的氧氣助燃,所以大量的硝酸銨存放時就有可能引起連鎖反應,導致火越燒越旺,最終引起二次爆炸。

像這次的爆炸事故就有這種可能,在爆炸之前,港口的倉庫已經燃燒了一段時間了,而且還有各種火花飛出,可能熱量累積的越來越多,倉庫溫度越來越高,結果引起了剩餘硝酸銨的殉爆。

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