設(shè)想崩了
眾所周知,氫彈爆炸會(huì)產(chǎn)生極為恐怖的沖擊波。
而子彈是靠引燃發(fā)射藥將子彈崩出去的。
那么我們就可以這么玩——這就是“火炮計(jì)劃”,利用氫彈爆炸產(chǎn)生的沖擊波將載人飛行器膠囊崩出去,飛出地球。
霸特,我從AI那兒得知:
要計(jì)算將一千米外13400噸的物體通過核彈沖擊波加速至第一宇宙速度(約7.9 km/s)所需的核彈當(dāng)量,需綜合物理學(xué)模型與核武器爆炸參數(shù)。以下是分步分析:
1. 關(guān)鍵參數(shù)設(shè)定
目標(biāo)質(zhì)量:13,400噸 = 1.34×10? kg
目標(biāo)速度:第一宇宙速度 \( v = 7.9 \, \text{km/s} = 7.9 \times 10^3 \, \text{m/s} \)
動(dòng)能需求:
\[
E_{\text{動(dòng)能}} = \frac{1}{2} m v^2 = \frac{1}{2} \times 1.34 \times 10^7 \times (7.9 \times 10^3)^2 \approx 4.18 \times 10^{17} \, \text{J}
\]
沖擊波能量轉(zhuǎn)化率:核彈爆炸總能量中僅有部分轉(zhuǎn)化為沖擊波動(dòng)能(通常約50%),且沖擊波能量隨距離立方衰減。假設(shè)能量傳遞效率為0.1%(極端保守估算),則所需核彈總能量為:
\[
E_{\text{核彈}} \geq \frac{E_{\text{動(dòng)能}}}{0.1\%} = 4.18 \times 10^{20} \, \text{J}
\]
2. 核彈當(dāng)量換算
1噸TNT爆炸能量為 \( 4.184 \times 10^9 \, \text{J} \),因此所需當(dāng)量為:
\[
\text{當(dāng)量} = \frac{4.18 \times 10^{20}}{4.184 \times 10^9} \approx 1 \times 10^{11} \, \text{噸} = 1000 \, \text{億噸}
\]
這一當(dāng)量遠(yuǎn)超現(xiàn)存最大核武器(沙皇炸彈5000萬噸當(dāng)量)[citation:9][citation:15]。
3. 物理可行性分析
(1) 沖擊波壓力與加速度
根據(jù)立方根標(biāo)度律,沖擊波超壓峰值 \( \Delta P \) 與當(dāng)量 \( W \)(噸TNT)和距離 \( R \)(米)的關(guān)系為:
\[
\Delta P \propto \frac{W^{1/3}}{R}
\]
在1千米距離上,若需產(chǎn)生足以加速13,400噸物體的超壓(需達(dá)到約 \( 10^9 \, \text{Pa} \) 級(jí)),當(dāng)量需滿足 \( W^{1/3} \propto R \times \Delta P \),進(jìn)一步推導(dǎo)出 \( W \approx 10^{12} \, \text{噸} \) 級(jí)。
(2) 時(shí)間尺度約束
沖擊波作用時(shí)間 \( t \) 極短(通常為毫秒級(jí)),需在瞬間提供極大加速度:
\[
a = \frac{v}{t} \approx \frac{7.9 \times 10^3}{0.001} = 7.9 \times 10^6 \, \text{m/s}^2
\]
此加速度遠(yuǎn)超材料強(qiáng)度極限,物體可能因慣性約束解體,而非整體加速。
4. 現(xiàn)實(shí)對(duì)比與結(jié)論
最大現(xiàn)存核武器:俄羅斯“沙皇炸彈”最大設(shè)計(jì)當(dāng)量1億噸(實(shí)際測試5000萬噸),其沖擊波在1千米處僅能推倒建筑物,無法提供所需能量。
天體級(jí)對(duì)比:1000億噸當(dāng)量相當(dāng)于希克蘇魯伯隕石撞擊事件(約1億億噸TNT)的1/10,遠(yuǎn)超人類核武庫總和。
結(jié)論:理論計(jì)算需約 1000億噸級(jí)核彈,但實(shí)際物理層面不可行(能量傳遞效率過低,物體結(jié)構(gòu)無法承受瞬時(shí)加速度)。當(dāng)前技術(shù)條件下,核武器無法通過沖擊波將千米外萬噸級(jí)物體加速至第一宇宙速度。
所以,至少在物理層面上不可行。而且核輻射里還有γ射線,這玩意兒得用混凝土來防,那膠囊會(huì)更大更重,就更不可行了。