Brian Toon har fått e-postmeddelanden från hela världen under de senaste veckorna, många från människor som frenetiskt frågat vad de ska göra eller vart de ska gå om kärnvapenkrig bryter ut.

Toon, professor i atmosfärs- och rymdfysik och atmosfäriska och oceaniska vetenskaper, är en ledande forskare i kärnvapenkrig, så den plötsliga floden av panikmeddelanden är vettig. När Rysslands president Vladimir Putin beordrade ryska trupper att invadera Ukraina den 24 februari, hotade han alla ingripande land med "konsekvenser som du aldrig mött i historien."

Och under en intervju på tisdag med CNN:s Christiane Amanpour vägrade Putins cheftalesperson att utesluta möjligheten att Ryssland skulle överväga att använda kärnvapen.

Är Putin seriös? Och om Ryssland satte in kärnvapen, vad skulle det betyda för resten av världen? Toon delade med sig av sina nästan 40 år av kärnteknisk expertis för att kasta lite ljus över situationen.

Följande intervju har redigerats för längd och tydlighet.

Hur verkligt är hotet om kärnvapenkrig just nu?

Jag tror inte att vi ska vara särskilt oroliga. Putin är fullt medveten om att om han faktiskt startade ett kärnvapenkrig skulle han sluta med att Ryssland är en brinnande hög med bråte. Det finns bara 200 städer i Ryssland med mer än 100 000 människor. USA skulle kunna attackera varje Boulder-stor och större stad i Ryssland med 10 kärnvapen. Putin är säkerligen medveten om det och jag tror inte att han skulle vilja det. Vad han försöker göra är att mobba västvärlden till att inte hjälpa Ukraina.

Vilka är de andra kärnkraftskonsekvenserna av Rysslands invasion och Putins hot?

Världen är alltid på en hårstrån för kärnvapenkrig. Den amerikanske presidenten och den ryske ledaren har militärer som följer dem runt med uppskjutningskoder för kärnvapen, för det finns alla dessa markbaserade missiler som måste avfyras inom tiotals minuter innan de förstörs om vi blir attackerade. Till exempel finns det ett 50-tal kärnvapenmissiler strax norr om oss nära Fort Collins som alltid väntar på att avfyras mot Ryssland. Det är farligt och det är öppet för olyckor och missförstånd, men det är osannolikt att något kommer att hända.

Vad är statusen för kärnvapen runt om i världen?

1986 fanns det 70 000 kärnvapen på planeten - det var helt utom kontroll. Just nu finns det cirka 13 000 på planeten. Den nedbyggnaden började när den tidigare presidenten Ronald Reagan och Mikhail Gorbatjov, Sovjetunionens före detta president, kom överens om att eliminera många kortdistanskärnvapen i Europa eftersom forskarvärlden sa till dem att om de använde alla dessa vapen så var de kommer att förstöra större delen av jordens befolkning.

Nu är USA och Ryssland begränsade genom fördrag att ha cirka 2 000 kärnvapen vardera som är redo att avfyras; de har ytterligare 2 000 vapen vardera som finns i lager eller reserv som kan tas ut i en nödsituation. USA och Ryssland har 90 procent av vapnen, men Storbritannien och Frankrike har 200 vardera, Kina har cirka 200, Indien och Pakistan har 150 vardera, Israel har cirka 100 och Nordkorea har något okänt antal.

Hur kraftfulla är dagens kärnvapen?

Om du tar det minsta kärnvapnet på en amerikansk ubåt är dödszonen runt ground zero cirka 3 miles i radie, så släpp bara en av dem mitt i Denver och det skulle eliminera en stor del av staden. En amerikansk ubåt bär cirka 96 kärnstridsspetsar och de är var och en cirka 10 gånger kraftfullare än Hiroshima-bomben som dödade 100 000 människor 1945. Det betyder att en amerikansk ubåt potentiellt skulle kunna döda 100 miljoner människor om den avfyrade alla sina bomber mot städer. Och ryssarna kunde göra detsamma.

Vad skulle hända om ett land bestämmer sig för att använda kärnvapen?

Om det blev ett krig mellan Indien och Pakistan, som inte är särskilt stora kärnvapenländer, och de använde hälften av sina arsenaler, skulle det döda någonstans mellan 50 och 150 miljoner människor från de direkta explosionerna i städer. Men vi tror att cirka 1 till 3 miljarder människor skulle dö globalt eftersom röken från de brinnande städerna skulle komma in i stratosfären och blockera solljus. Marktemperaturerna skulle sjunka till istidens förhållanden inom några veckor och förstöra jordbruket. Människor skulle svälta ihjäl för att de inte kunde odla mat.

Med ett kärnvapenkrig mellan USA, Europa och Ryssland skulle det bli ännu kallare eftersom det skulle bli ännu mer rök. I spannmålsodlande områden som Ukraina och Iowa skulle temperaturen falla under fryspunkten i två år. Inte bara kan du inte odla någonting, men du har inte transporter – raffinaderierna kommer att förstöras, och alla kraftledningar kommer att gå ner. Det finns bara tillräckligt med mat i en stad för ungefär sex dagar och det finns bara tillräckligt med spannmål i den globala lagringen för att mata världens befolkning i ungefär 60 dagar. Så detta är ett hot mot den globala befolkningen, även om du inte är i närheten av där explosionerna inträffade.

Vilka långsiktiga bekymmer har du?

Tyvärr har Ryssland och USA varit i en kapprustning. Under kommande decennier kan vi ha ett stort problem med hur kort varningstiden för en attack kan vara. Just nu har presidenten detta 30-minutersfönster för att försvara sig mot missiler, men Ryssland bygger vapen för att förkorta varningstiden.

Om varningstiden bara är minuter – det kommer inte att finnas tid att väcka den amerikanska presidenten för att få honom eller henne att besluta sig för att avfyra våra missiler, så vad ska du göra? Kommer vi att behöva ha artificiell intelligens (AI) som avgör om vi blir attackerade och om vi ska svara? Vi kommer att tvingas in i en situation där vi, istället för att presidenten bestämmer, kommer att få någon maskin att bestämma?

Vad är ditt budskap till människor som är oroliga för kärnvapenkrig just nu?

Folk borde inte ägna sig åt detta. Vi har tillräckligt med problem med oändlig covid och andra sociala frågor. Men de borde inse att det finns många kärnvapen där ute, och vi måste göra något så att vi inte har hot om kärnvapenkrig i framtiden. Nya fördrag kan förhindra användningen av AI från att kontrollera kärnvapen och stoppa utvecklingen av nya typer av kärnvapenleveranssystem som förkortar varningstiden. Att ta bort landbaserade missiler i USA skulle kunna eliminera ett mål målat på Amerika som vi annars måste försvara genom att attackera Ryssland med kärnvapen om vi tror, ​​utan tid att vara säkra på, att de attackerar oss.