Энергия и цивилизация

Первая современная полевая пушка, французская Canon 75 mm modele 1897, стреляла снарядами, внутри которых находилось около 700 г пироксилиновой кислоты, чья энергия взрыва достигала 2,6 МДж (Benoit 1996). Возможно, самым известным орудием Второй мировой войны была немецкая зенитная пушка FlaK 18 (Flugzeugabwehrcanone), вариант которой также использовался в конструкции танка «Тигр» (Hogg 1997); она стреляла шрапнелью с энергией взрыва 4 МДж. Но самым мощным взрывчатым оружием Второй мировой были огромные авиабомбы, которые сбрасывались на города. Наиболее мощные несли «Летающие крепости» («Боинг В-17»), и они имели энергию взрыва 3,8 ГДж. Наибольший ущерб был причинен сбрасыванием зажигательных бомб на Токио 9-10 марта 1945 года (примечание 6.15, рис. 6.21).

Примечание 6.15. Бомбардировка Токио, 9-10 марта 1945 года

Крупнейший рейд всей Второй мировой был осуществлен с помощью 334 бомбардировщиков В-29, сбросивших бомбы с малой (около 600–750 метров) высоты (Caidin 1960; Hoyt 2000). В основном это были большие, весом 230 килограммов, кассетные бомбы, каждая высвобождала 39 зажигательных бомб М-69 с напалмом, смесью полистирола, бензина и газолина (Mushrush et al. 2000); также использовались простые бомбы по 45 кг с желатинированным газолином и фосфором. Около 1500 тонн зажигательных веществ обрушилось на город, и общее содержание энергии в них (принимая среднюю плотность напалма за 42,8 ГДж/т) достигало 60 ТДж, что сравнимо с энергией упавшей на Хиросиму бомбы.

Но энергия, высвободившаяся при горении напалма, была лишь крохотной частью того, что получилось, когда начали гореть деревянные здания. По данным городского департамента полиции Токио, огонь уничтожил 286 358 зданий и сооружений (US Strategic Bombing Survey 1947), и консервативные предположения (250 000 деревянных зданий, всего 4 тонны дерева на каждое, 18 ГДж/т сухой древесины) дают нам результат в 18 ПДж энергии, высвободившейся при сгорании домов в Токио, что на два порядка (в 300 раз) больше, чем энергия самих зажигательных бомб. Зона разрушений охватила примерно 4100 гектаров, погибло по меньшей мере 100 тысяч человек. Для сравнения – площадь разрушений в Хиросиме была около 800 гектаров, и самые точные немедленно погибших приводят цифру 66 тысяч.

Бомба, упавшая на Хиросиму, высвободила 63 ТДж энергии, около половины в виде вспышки и 35 % в виде теплового излучения (Malikl985). Эти два фактора вызвали большое количество мгновенных смертей, в то время как радиоактивное излучение привело как к мгновенным, так и к отсроченным смертям. Бомба взорвалась в 8:15 7 августа 1945 года на высоте 580 м; температура в точке взрыва достигла нескольких миллионов градусов, и это по сравнению с 5000 °C для обычных взрывчатых веществ. Огненный шар приобрел максимальный размер 250 метров за секунду, высочайшая скорость взрыва в эпицентре была 440 м/с, а максимальное давление – 3,5 кг/см² (Committee for the Compilation of Materials 1991).

Бомба в Нагасаки высвободила около 92 ТДж.

Но все это оружие выглядит слабым рядом с самой мощной термоядерной бомбой, испытанной СССР над Новой Землей 30 октября 1961 года: Царь-бомба высвободила 209 ПДж энергии (Khalturin et al. 2005). Менее чем через пятнадцать месяцев Никита Хрущев сообщил, что советские ученые создали бомбы еще в два раза мощнее.

Рисунок 6.21 .Последствия бомбардировки Токио в марте 1945 года (Corbis)