ＴＮＴ(トリニトロトルエン)１トンの地表爆発実験時のデータを教えて下さい

質問

ＴＮＴ(トリニトロトルエン)１トンの地表爆発実験時の爆風(衝撃波)の到達半径と圧力値などの詳しいデータと、そのデータを算出するために用いた計算式をご教授賜りますようお願い申し上げます。
そして、出典文献も併せてお願いします。
　ちなみにＴＮＴ１トンの爆発エネルギーは1*10＾6キロカロリーで、６階建てのビルを破壊できるようです。

回答No.1

sirokuma9 · ベストアンサー

私は火薬学の専門家では無いので間違っているかどうかわかりませんが参考までに(専門書の火薬学概論参照)

先ずはTNT炸薬と他の爆薬との威力関係を一部挙げますと(資料不明、英語圏サイトより)
C-4プラスチック爆弾1.00kg≒TNT1.35kg
コンポジションB(TNT60％＋RDX40％軍用炸薬)1.00kg≒TNT1.15kg
ダイナマイト(ニトロ40％含有、一般的なダイナマイト)1.00kg≒TNT0.65kg
ダイナマイト(ニトロ60％含有)1.00kg≒TNT0.80kg
程度となるそうです。

次に地表面における爆発の衝撃波から音波へ移行する臨界量と爆薬量の計算式ですが、新桐ダイナマイトを用いた計算式を使ってみます。
数式：Ｄ＝8.5×3√ｗ（臨界距離(m)Ｄ　爆薬量(kg)Ｗ　※但し新桐ダイナマイト換算）で与えられ、上に上げた威力換算するとおおよそTNT1,000kg≒新桐ダイ1,600kg相当となります。これより理論上の臨界距離はD=99.42m、約100mです

最後に地表での爆風圧における爆薬量・爆風圧・爆源からの距離との計算ですが新桐ダイナマイトを用いた数式
Ｐ＝16.75×（Ｄ/Ｗの３分の１乗）マイナス1.575乗(実験値)にTNT換算をした新桐ダイ1,600kgを代入すると
距離D=10m 爆風圧P=21.44kg(kgf/cm2)
距離D=20m 爆風圧P=7.20kg(kgf/cm2)
距離D=30m 爆風圧P=3.80kg(kgf/cm2)
距離D=40m 爆風圧P=2.42kg(kgf/cm2)
距離D=50m 爆風圧P=1.70kg(kgf/cm2)
距離D=100m 爆風圧P=0.57kg(kgf/cm2)
また入射爆風に関する衝撃先端のSachsのパラメータ表より最大垂直反射過圧を求め整合性を確認してみます、結果は下記の通り
距離D=10m 爆風圧P=72.0kg(kgf/cm2)
距離D=20m 爆風圧P=8.30kg(kgf/cm2)
距離D=30m 爆風圧P=3.10kg(kgf/cm2)
距離D=40m 爆風圧P=1.00kg(kgf/cm2)
距離D=50m 爆風圧P=0.67kg(kgf/cm2)
距離D=100m 爆風圧P=0.24kg(kgf/cm2)
以上の結果から
距離D=10m 爆風圧P=21.44kg以上(kgf/cm2)
距離D=20m 爆風圧P=7.20～8.30kg(kgf/cm2)
距離D=30m 爆風圧P=3.10～3.80kg(kgf/cm2)
距離D=40m 爆風圧P=1.00～2.42kg(kgf/cm2)
距離D=50m 爆風圧P=0.67～1.70kg(kgf/cm2)
距離D=100m 爆風圧P=0.24～0.57kg(kgf/cm2)となります

考察
ここで爆風圧P=10.00kg/cm2以上は強固な鉄筋コンクリート造を除き、一般住宅家屋をことごとく吹き飛ばす爆風圧となりますしたがってTNT1トンの爆心地からの完全住居消滅範囲は半径20m以内、半壊以上は半径20～50m以内となります。
更には家屋の影響の無い範囲は半径100mより外側ですが、普通の窓ガラスでは爆風圧P=0.20kg(kgf/cm2)程度でもほとんど粉々に砕けちるので、実際には最低でも300m以上の距離が無いと影響が全く無いとは言い切れません。