Nuclear weapon yield
परमाणु हथियार की विस्फोटक उपज विस्फोट, तापीय और परमाणु विकिरण जैसी ऊर्जा की मात्रा है, जब उस विशेष परमाणु हथियार का विस्फोट किया जाता है, जिसे आमतौर पर टी. एन. टी. के समकक्ष के रूप में व्यक्त किया जाता है (ट्रिनिट्रोटोलुइन का मानकीकृत समकक्ष द्रव्यमान जो, यदि विस्फोट किया जाता है, तो वही ऊर्जा निर्वहन उत्पन्न करेगा), या तो किलोटोन में (के. टी.-हजारों टन टी. एन. टी.), मेगाटन में (एम. टी.-लाखों टन टी. एन. टी.), या कभी-कभी टेराजूल में (टी. जे.)। एक टेराजूल का विस्फोटक उत्पादन इसके बराबर होता है। क्योंकि टी. एन. टी. द्वारा जारी ऊर्जा के किसी भी माप की सटीकता हमेशा समस्याग्रस्त रही है, पारंपरिक परिभाषा यह है कि एक किलोटन टी. एन. टी. को केवल 1012 कैलोरी के बराबर माना जाता है। उपज-से-वजन का अनुपात हथियार के द्रव्यमान की तुलना में हथियार की उपज की मात्रा है। संलयन हथियारों (थर्मोन्यूक्लियर हथियारों) के लिए व्यावहारिक अधिकतम उपज-से-वजन अनुपात का अनुमान छह मेगाटन टी. एन. टी. प्रति टन बम द्रव्यमान (25 टी. जे./कि. ग्रा.) लगाया गया है। 1960 के दशक की शुरुआत में एकल-वारहेड उपयोग के लिए बनाए गए बड़े हथियारों के लिए 5,5 मेगाटन/टन और उससे अधिक की उपज दर्ज की गई है। तब से, कई वारहेड प्रणालियों की बढ़ी हुई शुद्ध क्षति दक्षता (बम क्षति/बम द्रव्यमान) को प्राप्त करने के लिए आवश्यक छोटे वारहेड के परिणामस्वरूप एकल आधुनिक वारहेड के लिए उपज/द्रव्यमान अनुपात में वृद्धि हुई है। परमाणु हथियारों की पैदावार के उदाहरण बढ़ती पैदावार के क्रम में (अधिकांश उपज के आंकड़े अनुमानित हैं): इसकी तुलना में, जीबीयू-43 मैसिव ऑर्डनेंस एयर ब्लास्ट बम का विस्फोट उत्पादन 0.011 केटी है, और ट्रक-आधारित उर्वरक बम का उपयोग करके ओक्लाहोमा सिटी बमबारी का उत्पादन 0.002 केटी था। बेरूत बंदरगाह पर विस्फोट की अनुमानित ताकत 0.3-0.5 kt है। अधिकांश कृत्रिम गैर-परमाणु विस्फोट उन विस्फोटों की तुलना में काफी छोटे होते हैं जिन्हें बहुत छोटे परमाणु हथियार माना जाता है। उपज-से-द्रव्यमान अनुपात हथियार के द्रव्यमान की तुलना में हथियार की उपज की मात्रा है। परमाणु-हथियार डिजाइनर टेड टेलर के अनुसार, संलयन हथियारों के लिए व्यावहारिक अधिकतम उपज-से-द्रव्यमान अनुपात लगभग 6 मेगाटन टीएनटी प्रति टन (25 टीजे/किग्रा) है। "टेलर सीमा" पहले सिद्धांतों से नहीं ली गई है, और प्रति टन 9,5 मेगाटन तक की उच्च पैदावार वाले हथियारों को सिद्धांतित किया गया है। उच्चतम प्राप्त मूल्य कुछ हद तक कम होते हैं, और छोटे, हल्के हथियारों के लिए मूल्य कम होता है, जिस प्रकार के हथियारों पर आज के शस्त्रागार में जोर दिया जाता है, जिन्हें कुशल एम. आई. आर. वी. उपयोग या क्रूज मिसाइल प्रणालियों द्वारा वितरण के लिए डिज़ाइन किया गया है। बी41 के लिए रिपोर्ट किया गया 25 एम. टी. उपज विकल्प इसे प्रति टन टी. एन. टी. का 5.1 मेगाटन का उपज-से-द्रव्यमान अनुपात देगा। हालांकि इसके लिए किसी भी अन्य वर्तमान अमेरिकी हथियार (लिथियम ड्यूटेराइड के संलयन ईंधन में कम से कम 40 प्रतिशत दक्षता) की तुलना में कहीं अधिक दक्षता की आवश्यकता होगी, यह स्पष्ट रूप से लिथियम ड्यूटेराइड संलयन ईंधन में सामान्य लिथियम-6 संवर्धन से अधिक के उपयोग से प्राप्त किया जा सकता था। इसके परिणामस्वरूप B41 अभी भी अब तक के सबसे अधिक उपज-से-द्रव्यमान वाले हथियार का रिकॉर्ड बनाए हुए है। डब्ल्यू56 ने 4,96 के. टी. प्रति किलोग्राम उपकरण द्रव्यमान के उपज-से-द्रव्यमान अनुपात का प्रदर्शन किया, और अब तक निर्मित उच्चतम उपज-से-द्रव्यमान हथियार, 25-मेगाटन बी41 में अनुमानित 5.1 के. टी./कि. ग्रा. के बहुत करीब है। B41 के विपरीत, जिसका कभी भी पूर्ण उपज पर प्रमाण-परीक्षण नहीं किया गया था, W56 ने 1962 में ऑपरेशन डोमिनिक के XW-56X2 ब्लूस्टोन शॉट में अपनी दक्षता का प्रदर्शन किया, इस प्रकार, सार्वजनिक डोमेन में उपलब्ध जानकारी से, W56 को आज तक परमाणु हथियार में उच्चतम दक्षता का प्रदर्शन करने का गौरव प्राप्त हो सकता है। 1963 में डी. ओ. ई. ने बयानों को अवर्गीकृत किया कि यू. एस. के पास टाइटन II पर 35 एम. टी. वारहेड या बी-52 पर एक 50-60 एम. टी. गुरुत्वाकर्षण बम तैनात करने की तकनीकी क्षमता थी। किसी भी हथियार का पीछा नहीं किया गया था, लेकिन दोनों में से किसी को भी 25 एम. टी. एम. के.-41 से अधिक उपज-से-द्रव्यमान अनुपात की आवश्यकता होगी। यह B41 के समान डिजाइन का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन सस्ते लेकिन कम ऊर्जा घनत्व U-238 छेड़छाड़ के स्थान पर एक HEU छेड़छाड़ के साथ, जो टेलर-उलम थर्मोन्यूक्लियर हथियारों में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली छेड़छाड़ सामग्री है। वर्तमान में छोटे अमेरिकी हथियारों के लिए, उपज 600 से 2200 किलोटन टीएनटी प्रति टन है। इसकी तुलना में, डेवी क्रॉकेट जैसे बहुत छोटे सामरिक उपकरणों के लिए यह 0.40 से 40 किलोटन टीएनटी प्रति टन था। ऐतिहासिक तुलना के लिए, लिटिल बॉय के लिए उपज केवल 4 किलोटन टी. एन. टी. प्रति टन थी, और सबसे बड़े ज़ार बॉम्बा के लिए, उपज 2 मेगाटन टी. एन. टी. प्रति टन थी (जानबूझकर एक ही हथियार के लिए लगभग दोगुनी उपज से कम की गई थी, इसलिए इसमें कोई संदेह नहीं है कि यह बम 4 मेगाटन प्रति टन उपज में सक्षम था)। अब तक निर्मित सबसे बड़े शुद्ध-विखंडन बम, आइवी किंग, की उपज 500 किलोटन थी, जो शायद इस तरह के डिजाइनों पर ऊपरी सीमा की सीमा में है। फ्यूजन बूस्टिंग संभवतः इस तरह के हथियार की दक्षता को काफी बढ़ा सकता है, लेकिन अंततः सभी विखंडन-आधारित हथियारों में बड़े महत्वपूर्ण द्रव्यमान से निपटने की कठिनाइयों के कारण उच्च उपज सीमा होती है। (यूके का ऑरेंज हेराल्ड 800 किलोटन की उपज के साथ एक बहुत बड़ा वर्धित विखंडन बम था।) हालांकि, फ्यूजन बम के लिए कोई ज्ञात ऊपरी उपज सीमा नहीं है। बड़े एकल वारहेड शायद ही कभी आज के शस्त्रागार का एक हिस्सा हैं, क्योंकि छोटे एम. आई. आर. वी. वारहेड, एक पैनकेक के आकार के विनाशकारी क्षेत्र में फैले हुए हैं, जो कुल उपज या पेलोड द्रव्यमान की इकाई के लिए कहीं अधिक विनाशकारी हैं। यह प्रभाव इस तथ्य के परिणामस्वरूप होता है कि भूमि पैमाने पर एक एकल वारहेड की विनाशकारी शक्ति लगभग केवल इसकी उपज के घन मूल के रूप में होती है, क्योंकि लगभग अर्धगोलाकार विस्फोट की मात्रा पर विस्फोट "बर्बाद" हो जाता है, जबकि रणनीतिक लक्ष्य सीमित ऊंचाई और गहराई के साथ एक गोलाकार भूमि क्षेत्र में वितरित किया जाता है। यदि बैलिस्टिक मिसाइल वारहेड को व्यक्तिगत रूप से अधिकतम आकार से कम किया जाता है जिसे एकल-वारहेड मिसाइल द्वारा ले जाया जा सकता है तो यह प्रभाव कम उपज/बड़े पैमाने पर दक्षता की भरपाई करता है। एक परमाणु बम की दक्षता परमाणु बम की वास्तविक उपज और सैद्धांतिक अधिकतम उपज का अनुपात है। सभी परमाणु बमों में समान उपज दक्षता नहीं होती है क्योंकि प्रत्येक व्यक्तिगत बम डिजाइन इस बात में बड़ी भूमिका निभाता है कि यह कितना कुशल हो सकता है। उपज दक्षता को अधिकतम करने के लिए किसी को महत्वपूर्ण द्रव्यमान को सही ढंग से इकट्ठा करना सुनिश्चित करना चाहिए, साथ ही डिजाइन में टेम्पर्स या इनिशिएटर जैसे उपकरणों को लागू करना चाहिए। एक छेड़छाड़ आम तौर पर यूरेनियम से बनी होती है और यह अपनी जड़ता का उपयोग करके कोर को एक साथ रखती है। इसका उपयोग अधिकतम विखंडन उत्पन्न करने के लिए कोर को बहुत जल्दी अलग होने से रोकने के लिए किया जाता है, ताकि "फिजल" न हो। आरंभकर्ता या तो कोर के अंदर, या बम के बाहर न्यूट्रॉन का एक स्रोत है, और इस मामले में यह विस्फोट के समय कोर में न्यूट्रॉन को गोली मारता है। यह अनिवार्य रूप से प्रतिक्रिया को शुरू करने के लिए किक है ताकि अधिकतम विखंडन प्रतिक्रियाएं अधिकतम उपज के लिए हो सकें। मील का पत्थर परमाणु विस्फोट निम्नलिखित सूची मील का पत्थर परमाणु विस्फोटों की है। हिरोशिमा और नागासाकी पर परमाणु बमबारी के अलावा, किसी देश के लिए दिए गए हथियार प्रकार का पहला परमाणु परीक्षण शामिल है, साथ ही साथ ऐसे परीक्षण भी शामिल हैं जो अन्यथा उल्लेखनीय थे (जैसे कि अब तक का सबसे बड़ा परीक्षण)। सभी पैदावार (विस्फोटक शक्ति) टी. एन. टी. के किलोटन में उनके अनुमानित ऊर्जा समकक्षों में दी जाती हैं (टी. एन. टी. समकक्ष देखें)। पुटेटिव टेस्ट (जैसे वेला घटना) को शामिल नहीं किया गया है। नोट "स्टेज्ड" से तात्पर्य है कि क्या यह तथाकथित टेलर-उलम विन्यास का एक "सच्चा" थर्मोन्यूक्लियर हथियार था या बस एक बढ़े हुए विखंडन हथियार का एक रूप था। परमाणु परीक्षण श्रृंखला की अधिक पूरी सूची के लिए, परमाणु परीक्षणों की सूची देखें। कुछ सटीक उपज अनुमान, जैसे कि ज़ार बॉम्बा और 1998 में भारत और पाकिस्तान द्वारा किए गए परीक्षण, विशेषज्ञों के बीच कुछ हद तक विवादित हैं। उपज और विवाद की गणना परमाणु विस्फोटों की उपज की गणना करना बहुत कठिन हो सकता है, यहां तक कि किलोटोन या मेगाटन रेंज (अलग-अलग टेराजूल के रिज़ॉल्यूशन से बहुत कम) के रूप में मोटी संख्या का उपयोग करके भी। बहुत नियंत्रित परिस्थितियों में भी, सटीक पैदावार निर्धारित करना बहुत कठिन हो सकता है, और कम नियंत्रित स्थितियों के लिए त्रुटि का अंतर काफी बड़ा हो सकता है। विखंडन उपकरणों के लिए, सबसे सटीक उपज मूल्य "रेडियोकेमिकल/फॉलआउट विश्लेषण" से पाया जाता है; अर्थात, उत्पन्न विखंडन उत्पादों की मात्रा को मापना, ठीक उसी तरह जैसे रासायनिक प्रतिक्रिया उत्पादों में रासायनिक उपज को रासायनिक प्रतिक्रिया के बाद मापा जा सकता है। रेडियोकेमिकल विश्लेषण विधि का नेतृत्व हर्बर्ट एल. एंडरसन ने किया था। परमाणु विस्फोटक उपकरणों के लिए जहां गिरावट प्राप्य नहीं है या भ्रामक होगी, न्यूट्रॉन सक्रियण विश्लेषण को अक्सर दूसरी सबसे सटीक विधि के रूप में नियोजित किया जाता है, जिसका उपयोग लिटिल बॉय और थर्मोन्यूक्लियर आइवी माइक दोनों की संबंधित पैदावार को निर्धारित करने के लिए किया गया है। उपज का अनुमान कई अन्य रिमोट सेंसिंग तरीकों से भी लगाया जा सकता है, जिसमें विस्फोट के आकार, इन्फ्रासाउंड, फायरबॉल ब्राइटनेस (भांगमीटर), भूकंप विज्ञान संबंधी डेटा (सीटीबीटीओ) और शॉक वेव की ताकत के आधार पर स्केलिंग कानून की गणना शामिल है। एनरिको फर्मी ने ट्रिनिटी परीक्षण की उपज की एक (बहुत) मोटा-मोटा गणना हवा में कागज के छोटे-छोटे टुकड़ों को गिराकर और यह मापकर की कि वे विस्फोट की विस्फोट लहर से कितनी दूर चले गए थे; यानी, उन्होंने विस्फोट से अपनी दूरी पर विस्फोट का दबाव पाउंड प्रति वर्ग इंच में पाया, जिसमें कागज के विचलन का उपयोग करते हुए 'एक कच्चे विस्फोट गेज/बैरोग्राफ के रूप में ऊर्ध्वाधर से दूर गिरते हैं, और फिर पीएसआई में दबाव एक्स के साथ, दूरी वाई पर, मीलों के आंकड़ों में, उन्होंने ट्रिनिटी उपकरण की उपज का अनुमान लगाने के लिए पीछे की ओर बहिर्वेशन किया, जो उन्होंने पाया कि विस्फोट ऊर्जा का लगभग 10 किलोटोन था। फर्मी ने बाद में याद कियाः एक गोले का सतह क्षेत्र (ए) और आयतन (वी) क्रमशः और हैं। हालाँकि, यह माना जाता था कि विस्फोट की लहर लगभग गोलार्द्ध के सतह क्षेत्र के रूप में ट्रिनिटी गैजेट की सतह फटने वाली विस्फोट लहर के रूप में बढ़ती है। कागज को लहर द्वारा ढाई मीटर आगे बढ़ाया जाता है, इसलिए ट्रिनिटी उपकरण का प्रभाव हवा के एक अर्धगोलाकार खोल को विस्थापित करना है जिसका आयतन ढाई मीटर × 2π (16 किमी) 2 है। ~ 100 kT TNT की ऊर्जा प्राप्त करने के लिए 1 एटीएम से गुणा करें। ट्रिनिटी परीक्षण उपकरण की उपज का एक अच्छा अनुमान 1950 में ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी जी. आई. टेलर द्वारा सरल आयामी विश्लेषण और बहुत गर्म हवा के लिए गर्मी क्षमता के अनुमान से प्राप्त किया गया था। टेलर ने शुरू में यह उच्च वर्गीकृत काम 1941 के मध्य में किया था और ट्रिनिटी डेटा फायरबॉल के विश्लेषण के साथ एक लेख प्रकाशित किया था जब ट्रिनिटी फोटोग्राफ डेटा को 1950 में अवर्गीकृत किया गया था (यूएसएसआर द्वारा इस बम के अपने संस्करण को विस्फोट करने के बाद)। टेलर ने कहा कि विस्फोट की त्रिज्या आर शुरू में केवल विस्फोट की ऊर्जा ई, विस्फोट के बाद के समय टी और हवा के घनत्व ρ पर निर्भर होनी चाहिए। यहाँ S एक आयामहीन स्थिरांक है जिसका मान लगभग 1 के बराबर है, क्योंकि यह ऊष्मा क्षमता अनुपात या एडियाबेटिक सूचकांक का निम्न-क्रम कार्य है जो सभी स्थितियों के लिए लगभग 1 है। यहाँ दिखाए गए ट्रिनिटी परीक्षण की तस्वीर का उपयोग करते हुए (जिसे अमेरिकी सरकार द्वारा सार्वजनिक रूप से जारी किया गया था और लाइफ पत्रिका में प्रकाशित किया गया था), विस्फोट के क्रमिक फ्रेम का उपयोग करते हुए, टेलर ने पाया कि आर 5/टी 2 एक दिए गए परमाणु विस्फोट में एक स्थिरांक है (विशेष रूप से 0.38 एमएस के बीच, सदमे की लहर बनने के बाद, और 1.93 एमएस, थर्मल विकिरण द्वारा महत्वपूर्ण ऊर्जा खोने से पहले)। इसके अलावा, उन्होंने एस के लिए संख्यात्मक रूप से 1 का मान अनुमानित किया। इस प्रकार, टी = 0.025 एस और विस्फोट त्रिज्या 140 मीटर होने के साथ, और ρ को 1 किग्रा/मी3 (परीक्षण के दिन ट्रिनिटी में मापा गया मूल्य, लगभग 1.3 किग्रा/मी3 के समुद्र-स्तर के मूल्यों के विपरीत) लेते हुए और ई के लिए समाधान करते हुए, टेलर ने प्राप्त किया कि उपज लगभग 22 किलोटन टीएनटी (90 टीजे) थी। यह इस तथ्य को ध्यान में नहीं रखता है कि एक गोलार्द्ध विस्फोट के लिए ऊर्जा इस मूल्य का केवल आधा होना चाहिए, लेकिन यह बहुत ही सरल तर्क 1950 में बम की उपज के आधिकारिक मूल्य के साथ 10 प्रतिशत के भीतर सहमत था, जो था (देखें जी. आई. टेलर, प्रोसी। रॉय। एस. सी. लंदन ए 200, पीपी। 235-247 (1950))। यहाँ ऊष्मा क्षमता अनुपात का मान पूरी तरह से विघटित वायु अणुओं के 1.67 के बीच है और बहुत गर्म डायटोमिक हवा (1.2) के लिए कम मूल्य है, और एक परमाणु आग के गोले की स्थितियों में (संयोग से) कमरे-तापमान हवा के लिए एसटीपी (मानक) गामा के करीब है, जो 1.4 है। यह एडियाबेटिक हाइपरशॉक क्षेत्र के लिए टेलर के एस स्थिरांक का मान 1.036 देता है जहां स्थिरांक आर5/टी2 स्थिति होती है। जैसा कि यह मौलिक आयामी विश्लेषण से संबंधित है, यदि कोई द्रव्यमान M, लंबाई L और समय T के संदर्भ में सभी चरों को व्यक्त करता हैः (गतिज ऊर्जा के लिए अभिव्यक्ति के बारे में सोचें), और फिर अन्य चरों के संदर्भ में E के लिए एक अभिव्यक्ति प्राप्त करें, और सामान्य संबंध में इस तरह कि बाएं और दाएं पक्ष M, L और T के संदर्भ में आयामी रूप से संतुलित हैं (यानी, प्रत्येक आयाम में दोनों तरफ एक ही घातांक है)। अन्य तरीके और विवाद जहां ये आंकड़े उपलब्ध नहीं हैं, जैसे कि कई मामलों में, सटीक परिणाम विवाद में रहे हैं, खासकर जब वे राजनीति के प्रश्नों से जुड़े होते हैं। उदाहरण के लिए, हिरोशिमा और नागासाकी के परमाणु बम विस्फोटों में उपयोग किए गए हथियार अत्यधिक व्यक्तिगत और बहुत ही विशिष्ट डिजाइन थे, और पूर्वव्यापी रूप से उनकी उपज का अनुमान लगाना काफी कठिन रहा है। हिरोशिमा बम, "लिटिल बॉय", के बीच होने का अनुमान है (त्रुटि का 20 प्रतिशत अंतर), जबकि नागासाकी बम, "फैट मैन", के बीच होने का अनुमान है (त्रुटि का 10 प्रतिशत अंतर)। मानों में इस तरह के स्पष्ट रूप से छोटे परिवर्तन महत्वपूर्ण हो सकते हैं जब इन बम विस्फोटों से डेटा का उपयोग करने की कोशिश की जाती है कि अन्य बम युद्ध में कैसे व्यवहार करेंगे, और इसके परिणामस्वरूप इस बात का अलग-अलग आकलन भी होता है कि कितने "हिरोशिमा बम" अन्य हथियारों के बराबर हैं (उदाहरण के लिए, आइवी माइक हाइड्रोजन बम या तो 867 या 578 हिरोशिमा हथियारों के बराबर था-एक अलंकारिक रूप से काफी महत्वपूर्ण अंतर-इस बात पर निर्भर करता है कि कोई गणना के लिए उच्च या निम्न आकृति का उपयोग करता है या नहीं)। अन्य विवादित पैदावार में बड़े पैमाने पर ज़ार बॉम्बा शामिल है, जिसकी पैदावार का दावा "केवल" या अधिकतम राजनीतिक हस्तियों द्वारा किया गया था, या तो बम की शक्ति को बढ़ाने के तरीके के रूप में या इसे कम करने के प्रयास के रूप में। परमाणु विस्फोटों के प्रभाव भी देखें-विभिन्न पैदावार पर विभिन्न प्रभावों के बारे में विस्तार से बताते हैं परमाणु हथियारों की सूची संदर्भ बाहरी लिंक "हिरोशिमा बम की पैदावार क्या थी?" (आधिकारिक रिपोर्ट से अंश) "परमाणु विस्फोटों के सामान्य सिद्धांत", सैमुअल ग्लासस्टोन और फिलिप डोलन में अध्याय 1, संस्करण, परमाणु हथियारों के प्रभाव, तीसरा संस्करण। (वाशिंगटन डी. सी.: अमेरिकी रक्षा विभाग/यू. एस. ऊर्जा अनुसंधान और विकास प्रशासन, 1977); अन्य प्रभावों (विकिरण, क्षति, आदि) के लिए परमाणु पैदावार के संबंध के बारे में जानकारी प्रदान करता है। "द मे 1998 पोखरण टेस्ट्सः साइंटिफिक एस्पेक्ट्स", भारतीय 1998 परीक्षणों की पैदावार निर्धारित करने के लिए उपयोग की जाने वाली विभिन्न विधियों पर चर्चा करता है। भारतीय परीक्षण परिणामों पर कुछ विवादों पर चर्चा करते हुए "भारत के परमाणु परीक्षणों का वास्तविक परिणाम क्या है?" कैरी सबलेट के NuclearWeaponArchive.org उच्च-उपज परमाणु विक्षेपण प्रभाव सिम्युलेटर उपज ऊर्जा माप से