核爆発が起きても、逃げ込む場所によっては生き残れるかもしれない:研究結果

ロシアによるウクライナ侵攻の影響で核戦争のリスクが高まっていると考えた科学者たちが、実際に核爆発が起きた状況をモデル化した。その結果によると、どうやら適切な場所に逃げ込めば生き残れる可能性があるという。
Nuclear test
Photograph: Getty Images

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核弾頭は一瞬にして、TNT(トリニトロトルエン)にして何百キロトン相当の破壊力を解き放つ。それにより発生する猛烈な火炎や爆風は、直撃した者の命を即座に奪うものだ。一方で最近の研究によると、爆心地から2〜7マイル(約3.2〜11.2km)離れた場所にいる人は助かる可能性があるという。ただし、幸運にも身を守るために最適な建造物を見つけられればの話だ。

この研究を主導したのは、キプロスにあるニコシア大学で流体力学を研究しているディミトリス・ドリカキスである。研究の目的は、核兵器が使用されるという今日において現実的なリスクについて理解を促すことと、不測の事態が起きた場合にどうすれば生き残れるかを検証することだ。

「人々は核戦争によってもたらされうる壊滅的な影響について忘れてしまっています。しかし、最近になって核戦争が話題に上るようになっています。また、ウクライナで核戦争が起きる可能性についても話し合われています」と、ドリカキスは言う。「このような研究で、より多くの人に核爆発の恐ろしさを知ってもらえるのではないかと思うのです」

ドリカキスによる恐ろしい内容の研究が発表されたタイミングで、原子力科学者会報が「世界終末時計」の針を人類終末の時である深夜0時まであと「90秒」という位置にまで進めたと発表しているロシアによるウクライナ侵攻以降、核兵器が使用される可能性が高まっていることが理由という。

科学者や芸術家たちは世界終末時計を発展させ、世界規模の人為的な問題(気候変動など)によるリスクを伝えるためにも用いてきた。しかし、もともと世界終末時計はつくられた当初から、核戦争の危険を視覚化することが主な目的となっている。

コンピューターによるシミュレーションの結果

ドリカキスは今回の研究にあたり、核兵器が使用された場合の影響に関する先行研究を念入りに調査した。そして先行研究が見過ごしてきた、あることがらに気付いた。爆心地から2マイル(約3.2km)ほど離れた場所、通称「中度ダメージゾーン」にある建物内で人が受ける影響に関しては、ほとんどわかっていなかったのである。

このゾーンにある建造物は、爆心地から十分に遠い場所にあるおかげで、吹き飛ばされて粉々にされずに済む可能性があるという。ドリカキスは同じ大学のイオアニス・コキナキスと共に中度ダメージゾーンについて詳しく調べ、その成果を2023年1月17日に『Physics of Fluids』に発表したのだ。

当然のことながら近年は、建造物に対して実際に核兵器を使用する実験はおこなわれていない。このため爆発の影響を調べるには、コンピューターによるシミュレーションを用いることになる。

ドリカキスとコキナキスは、大陸間弾道ミサイルに搭載された750キロトンの核弾頭(ロシアが武器庫に何百個も保有しているタイプで、より大型な爆弾に似たもの)が、都市の上空3kmで爆発した場合の影響をシミュレーションした。超音速の衝撃波が、中度ダメージゾーン内にある3つの部屋をもつコンクリート製の建造物をどのように伝わっていくかを、ドリカキスらは調べたのだ。

その結果、コンクリートは爆風による1平方インチ(約645平方ミリメートル)あたり3〜5ポンド(約1.3〜2.2kg)の衝撃を耐えうるほど頑強であると推測した。

典型的な大都市上空で750キロトンの核弾頭が爆発してから10秒後の爆風と爆風波のシミュレーションの3Dイラスト。地上での衝撃波の半径は4.6kmだった。

Courtesy of  I. Kokkinakis and D. Drikakis/University of Nicosia

この研究によってわかったのは、現代の都市で核爆弾が爆発した場合、周囲のエリアにいる人にも生き残れる可能性があるということだ。

爆発による閃光が見えてから安全な場所に逃げるための時間は、約5〜10秒はあるだろう。銀行や地下鉄など、開口部がほとんどなく分厚いコンクリートで覆われた建造物内にいた場合、その限られた時間を使って開口部がほとんどない奥の部屋の隅のほうに逃げ込むことさえできれば、生き残れるかもしれないという。

核爆発でも生き残れる場所とは?

窓などがない壁で囲まれた空間にいることが生存のために重要なのは、爆発による火炎の後に発生する爆風のほうが、爆発そのものよりも危険で人を死に至らしめる可能性が高いからだということを、ドリカキスらは突き止めた。

爆風は衝撃波に続いて、爆心地から外側へと吹く。人間がその直撃を受ければ、猛スピードで壁に叩きつけられてしまう可能性がある。

爆風が特に猛威を振るう場所が、ドアや窓の近く、廊下、そして部屋へと通じる開口部である。風はこうした場所を素早く通り抜け、周囲の人間や家具を吹き飛ばしていく。その様子は、まるで建物内で嵐が発生しているかのようだ。

ちなみに、映画『インディ・ジョーンズ/クリスタル・スカルの王国』のインディ・ジョーンズのように、冷蔵庫に飛び込んで核爆発を免れられないかと考える人もいるだろう。ドリカキスによれば、それは可能かもしれないという。ただし、強風によって、冷蔵庫が中にいるインディ・ジョーンズもろとも吹き飛ばされる可能性もある。

自分がいる建物とその中に入って来る爆風との間に複数の建物があれば、それらが防壁の役割を果たし、爆風の対気速度と力を弱めてくれると、ミドルベリー国際大学院モントレー校の招聘研究員で原子核物理学者のフェレンス・ダルノキ=ベレスは指摘する。地下にいる人も、爆発による最悪の影響を免れるかもしれないという。「核爆発が起きたらなすすべはないと、多くの人が悲観的に考えている」が、できることはあるとダルノキ=ベレスは言う。

爆風が窓ガラスに達してから、10秒間に到達した最大風速の等高線。

Courtesy of  I. Kokkinakis and D. Drikakis/University of Nicosia

だが、はっきりと言っておこう。たとえ中度ダメージゾーンにいたとしても、ほとんどの人は生き残れないのである。

窓がほとんどない鉄筋コンクリート造りの建物の中や、コンクリートの防空壕の近くで暮らしたり働いたりしている人など、まずいない(たとえ銀行にいたとしても、最も安全な場所にいたいなら金庫の中に入らなければならない。地下鉄なら最も安全なのは、かなり地下深くにある駅だ)。ほとんどの人は、木造建築などのあまり強固ではない建物で暮らしている。

核爆発が起きたときに、こうした強度の低い建物内にいることは安全だと思わないほうがいいと、憂慮する科学者同盟に所属する地球科学者で核の専門家でもあるディラン・スポールディングは言う。鉄筋コンクリート構造で耐震性能をもつ強固な建物なら、ドリカキスの研究で想定されている圧力にも耐えられるだろうと、スポールディングは言う。だが、従来の木造住宅や補強されていないレンガの建物のほとんどは、爆風の圧力で破壊されるという。

核爆発による脅威は爆風だけではないと、スポールディングは指摘する。通常の爆弾の場合、主要な脅威になるのは爆風だ。20年にレバノンの首都ベイルートで起きた爆発事故でも、爆風が都市に甚大な被害を与えた(原因はベイルートの港に保存されていた可燃性のある大量の硝酸ナトリウムだった)。ところが、核兵器は爆風に加えて電離放射線と熱も放出し、それから放射性降下物も降らせる。

皮膚で放射性物質に触れたり吸い込んだりして被曝してしまうと、皮膚の火傷、臓器へのダメージ、がんなど、健康にさまざまな影響が及ぶ。被曝してしまう範囲は爆心地から数十マイル(数十キロメートル)に及ぶ場合があるので、核爆発を耐えた人でも後に放射線によって死亡する可能性がある。

広島と長崎の教訓

ドリカキスのシミュレーションでは、大陸間弾道ミサイルに搭載された戦略核兵器に焦点を当てている。一方で、飛行機から戦場へと投下し、地上で爆発させることを目的とした戦術核兵器も存在している。

戦術核兵器による爆発は、戦略核兵器による爆発とは異なるものだ。しかし、その殺傷力や破壊力は同程度でありうるばかりか、戦略核兵器以上に多くの人を致死量の放射線に被曝させる可能性すらあると、スポールディングは言う。

また、ロシアとアメリカは「低出力核兵器」という核爆弾を保持している。これらは5〜10キロトンの核威力をもち、広島に投下された15キロトンの爆弾よりはやや小型である。それでも低出力核兵器は大規模な損害を相手に与えることができ、戦争を後戻りできないものにしてしまうだろう。低出力核兵器の使用は、より大型の核兵器を用いた戦争を引き起こしてしまうかもしれないのだ。

核爆弾という人類がもつ最も破壊力のある兵器が戦争で使われたことは、これまでただ一度だ。それは、米国が第二次世界大戦末期の1945年に、日本の広島と長崎に2つの核爆弾を投下し、両都市を完全に破壊したときである。

広島と長崎での原爆投下により、合計で日本の民間人が10万人以上も死亡し、さらに多くの民間人が負傷した。日本への原爆投下やネバダ核実験場での実験は、実際の核爆発を通じて得られた数少ない知見にもなっていると、スポールディングは指摘する。すなわち、実際に原爆の爆発を耐えられる建物はどんなものなのか、耐えられる度合いは建物ごとにどの程度なのかがわかったのである。

まぎれもなく現実のリスク

ロシア大統領であるウラジーミル・プーチンは22年、ウクライナに対する攻撃の手段のひとつとして、核兵器は除外されていないとほのめかした。北大西洋条約機構(NATO)に所属する各国の首脳たちはプーチンほど脅迫的な言葉こそ使ってはいないが、NATOは10月に核兵器の演習を実施し、核爆弾「B61」の投下をシミュレーションしている。

米国のバイデン政権による22年10月の「核態勢の見直し」において、これまでバイデンが支持してきた「先制不使用」の方針を宣言しなかった。戦争が発生し、核兵器が使用されるリスクはほかにもある。例えば、北朝鮮が核兵器を韓国に対して使用するかもしれないし、パキスタンとインドが互いに対して核兵器を使用するかもしれない。

米国科学者連盟が作成した目録によると、各国が保有する核弾頭を合計するとおよそ12,700個になるという。冷戦末期のピーク時では核弾頭が約70,000個も存在したが、さまざまな兵器削減条約が締結されてきたおかげで、現在はそれより少ない数になっている。

しかし、現在に至るまでにそうした協定の一部は破棄されており、危機は決して去ったわけではない。世界終末時計の針が指し示すようにだ。

これはゲームではないと、ドリカキスは言う。壊滅的な核攻撃のリスクは、まぎれもなく現実のものなのだ。「平和を保たないことのリスクを理解することによって、わたしたちは平和を保たなければならないのです」

WIRED US/Edit by Daisuke Takimoto)

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