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O poder destrutivo das armas nucleares: como medi-lo usando quilotons de TNT como padrão energético?
O poder das armas nucleares é frequentemente usado para comparar o poder destrutivo de várias explosões, e “equivalente a TNT” é um conceito-chave. Equivalente de TNT é uma convenção usada para expressar energia, especialmente ao descrever a energia liberada em uma explosão. Segundo esta convenção, a energia de 1 tonelada de TNT é aproximadamente igual a 4.184 gigajoules. Ou seja, quando 1 tonelada de TNT é detonada, irá liberar aproximadamente 4.184 quilojoules de energia. Isto faz do TNT um padrão com o qual a energia de outros explosivos é comparada, embora alguns outros explosivos, como a dinamite, na verdade liberem energias mais elevadas.
Mil toneladas de TNT podem ser visualizadas como um cubo com comprimento lateral de 8,46 metros (27,8 pés).
Mil toneladas e toneladas de ameixa
Quando falamos em quiloton, representa aproximadamente 4.184 terajoules de energia. "Megaton" significa 4.184 petajoules. Estas unidades são frequentemente utilizadas para descrever a quantidade de energia libertada por uma arma nuclear e o seu poder destrutivo. Na verdade, o conceito de equivalente TNT não aparece apenas nos tratados de controle de armas nucleares, mas é até usado para descrever a energia liberada pelos asteróides que atingem a Terra.
Antecedentes históricos
A definição de equivalente TNT é, na verdade, derivada com base em antecedentes históricos e experimentos científicos. Comparações de diferentes comportamentos e propriedades levam a cálculos diferentes. Por exemplo, ao avaliar o rendimento energético, a energia dos explosivos é geralmente calculada com base no seu trabalho termodinâmico. Após um grande número de experimentos de explosão aérea, a energia do TNT foi medida com precisão em 4.686 Joules (J) por grama, enquanto os cálculos teóricos estimaram que fosse 4.853 Joules. Apesar disso, estes cálculos ainda não conseguem reflectir com total precisão a diferença na libertação de energia entre as armas nucleares e o TNT, especialmente em explosões de TNT em pequena escala, que podem não queimar completamente as partículas de carbono e os produtos de hidrocarbonetos produzidos durante a explosão.
A energia liberada pela explosão de um grama de TNT é de 4.184 joules, o que na verdade equivale a 1 quilocaloria.
Conversão de energia
O equivalente a 1 tonelada de TNT é aproximadamente equivalente a:
- 1,0×109 calorias
- 4,184×109Joule
- 3,96831×106Unidades térmicas britânicas
- 3,086×109 libras-pé
- 1,162×103kWh
- 2,611×1028elétron-volts
Fatores de desempenho relativos
O Fator de Eficácia Relativa (fator RE) é usado para descrever o poder destrutivo de um explosivo em comparação ao TNT, e sua unidade é equivalente de TNT/kg (TNTe/kg). Quanto maior o fator RE, mais eficaz é o explosivo. Isso permite que os engenheiros usem o TNT como referência durante o projeto para calcular corretamente a massa necessária para diferentes explosivos. Por exemplo, se uma fórmula de corte de madeira requer 1 quilograma de TNT, então com base no fator RE do octazocubano de 2,38, apenas 0,42 quilogramas de octazocubano podem ser usados para obter o mesmo efeito.
Calcular o fator RE para um único explosivo é bastante difícil, pois depende da situação ou uso específico.
Exemplos de armas nucleares
No projeto de armas nucleares, o conceito de rendimento de TNT desempenha um papel crucial. Não é apenas eficaz na investigação científica, mas também utilizado na estratégia militar e nas negociações diplomáticas. A compreensão do potencial destrutivo das bombas nucleares permite um melhor planeamento das respostas e aumenta as preocupações com a segurança global. Quer se trate do poder dissuasor das armas nucleares ou da comparação de outros tipos de explosivos, o equivalente TNT é um padrão de referência básico e importante.
Contudo, face a tal poder, deveríamos repensar a existência e o impacto das armas nucleares e como evitar potenciais desastres futuros?
