核武器在近地球表面爆炸会有多大杀伤力？科学家正建模预估

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近日发表在《英国皇家学会》的一篇论文中，强调了劳伦斯 · 利弗莫尔国家实验室（LLNL）的一项发现，即靠近地球表面的核武器爆炸所产生的杀伤力和覆盖范围方面的复杂情况。这项工作被刊登在该出版物的封面上。


LLNL 的一支团队已经仔细研究了靠近地球表面的核武器爆炸所产生的杀伤力和覆盖范围，并对这些复杂情况进行了建模。团队试图将来自爆炸高度较低的事件的数据联系起来，发现有必要改进对从硬表面反弹的强爆炸波的理论处理。
这扩展了大气中强冲击的基本理论，该理论是由 G.I. Taylor 在 20 世纪 40 年代首次提出的。这项工作代表了实验室团队对近地面引爆的核武器效应的基本理解的改进。结果表明，核爆炸产生的冲击波在从表面反射时继续遵循一个基本的缩放定律，这使研究小组能够更准确地预测爆炸在各种情况下（包括城市环境）将产生的破坏。


这些发现刊登在英国皇家学会出版的论文集 A 中，作者是 Andy Cook, Joe Bauer 和 Greg Spriggs。这项名为 " 非常强烈的爆炸对爆炸波的反射 " 的工作也当作这一期的封面。
这篇论文证明了泰勒爆炸波的几何相似性在从理想表面反射之后仍然存在。在冲击表面时，爆炸波的球形对称性消失了，但它的圆柱形对称性却持续存在。在镜面存在的情况下，轴对称性、几何相似性和平面对称性的保留导致所有的流动解决方案在按爆裂高度（HOB）和冲击到达表面的时间缩放时都会崩溃。对于任何当量、HOB 和环境空气密度，按比例计算的爆炸体积在所有按比例计算的时间内都遵循单一的通用轨迹，包括反射之前和之后。


Cook 表示：" 在收集数据和收集结果之前，我们通过细化网格进行收敛研究，直到答案没有变化。然后我们在收敛的分辨率下对不同的核当量、爆炸高度和环境空气密度进行了一系列的模拟。我们发现，在每种情况下，按比例计算的爆炸体积都落在相同的非维曲线上。这些模拟涵盖了从几毫米到几公里的规模。最大的模拟使用了 3136 个处理器，运行了一个星期 "。