其实原子弹当量并不能无限加大,因此本例中的原子弹不妨修正为氢弹,比如核弹当量很少会超过五十万吨,但氢弹就没有限制了,比如毛子就曾经制造过1亿吨当量的沙皇氢弹,只是考虑到影响范围太大,才删减当量到5000万吨,但最终测定当量大约为5800万吨,我们就以毛子试爆过的氢弹为例,来说明下到底能看到闪光不?
原子弹为什么无限加大当量
刚提到了原子弹不能无限加大当量,其实这是由原子弹的结构所决定的,因为原子弹的装药一般为U235和钚239,它们都有各自的临界质量,因此单块铀或者钚装药超过临界质量时就会发生超临界事故,大家应该都听说过日本东海村的超临界事故,那可不是闹着玩的。所以在起爆以前,核装药都会分成多块,等引爆时再贴合在一起。
这样的过程会有几个结果,比如起爆-装药合并-裂变这个过程非常迅速,导致装药根本就来不及完全裂变,比如广岛原子弹只有大约1千克U235产生了裂变,产生了大量一克的质量亏损,其当量约2万吨,这种结构不能让核装药无限增加,因为这个起爆模型会非常复杂,而且利用率也会降低,极其浪费。因此原子弹的当量很少会超过几十万吨。
光速测定的简单历史。
我们必须来做一些铺垫,比如光速,我们现在都知道光速大约30万千米/秒,但曾经可爱的伽利略试图用相距1.5千米的两个灯笼的开关来测定光速,很明显这人的反应速度远远赶不上光速,而且也没有精确的计时工具,因此作罢。
1676年丹麦天文学家罗默发现木星卫星被遮挡时,在地球背离和迎向运动时存在时间差测定光速约为21.5万千米,这已经算比较准确了。
1849年法国物理学家斐佐用齿轮法测出光速为31.5万千米/秒。
1887年迈克尔逊莫雷实验光速不随参考系而改变
现代使用稳频激光器测量光速为299792.4581±0.0019千米/秒。
接下来我们算算光速摧毁人体速度快还是视神经反应速度快。
氢弹核爆当量,距离,和人体面积之间的关系
按沙皇炸弹爆炸当量5800万吨计算,它总共释放的能量约为:2.42672×10^17J,这是一个非常恐怖的能量,我们以此为依据展开个简单计算,先来假设一些条件,比如:
距离爆心:1千米
人体迎风面积:0.4-0.5平方米
人体重按100千克计算
氢弹爆炸时光辐射约占35%
那么根据球体面积分配计算,人体在这个距离上获得的辐射总能量为:3379464230.6J
那么将身体汽化的时间大约需要:0.066875S(按100千克水的汽化热计算)
人体视神经反应速度,能否赶在人体结构破坏前看到闪光
对于中等亮度的光刺激,视觉暂留时间约为0.05至0.2秒,当然这是视觉暂留,肉眼视物反应时间明显会小于0.05S吗?但到底是多少呢,我们按神经传导速度来做个简单的评估:
神经纤维的传导速度与纤维的直径直接关,神经纤维直径越大传导速度也越快。一般哺乳动物神经干内有A、B、C三类纤维A类纤维是有髓鞘躯体传出(运动)与传入(感觉)纤维,直径为1-22微米,传导速度为5-120米/秒。
B类纤维是有髓鞘的内脏神经节前纤维,直径小于3微米,传导速度为3-15米/秒。
C类纤维是无髓鞘传入纤维与无髓鞘交感神经节后纤维,直径0.3-1.3微米,传导速度为0.6-2.3米/秒。
视神经平均纤维数为1008048±160975根,纤维平均直径为0.99±0.04μm,按神经传导速度来看,它的传导速度为下限,大约5-10米/秒,从眼球到大脑我们按0.1M计算,那么传导速度需要0.1-0.2S,其实这个速度和视觉暂留速度并无直接关系,
另外还需要大脑反应时间,因此我们认为这个反应时间很可能是在0.1-0.2S之间。而5800万吨的沙皇氢弹在1千米外以光辐射摧毁人体的方式只需要0.06S,理论上来看人体在这个位置上看不到闪光,因为从看到视神经反应到大脑看到闪光大约需要0.1-0.2S,但在这个时间之内,人体已经被摧毁,也就是说视神经信号还在半路的时候,大脑已经不存在了!