Ķīmisko sprāgstvielu vēsture

Sprādzienu var definēt kā materiāla vai ierīces strauju izplešanos, kas pēkšņi izdara spiedienu uz apkārtni. To var izraisīt viena no trim lietām: a ķīmiskā reakcija kas rodas elementāru savienojumu pārveidošanas, mehāniskas vai fiziskas ietekmes laikā, vai a kodolreakcija atomu / subatomiskajā līmenī.

Benzīns, kas eksplodē, aizdedzoties, ir ķīmisks sprādziens, ko izraisa pēkšņa ogļūdeņraža pārvēršana oglekļa dioksīdā un ūdenī. Sprādziens, kas notiek, meteram atsitoties pret zemi, ir mehānisks sprādziens. Kodolgalviņu sprādziens ir radies radioaktīvās vielas kodolā, piemēram, plutonija, pēkšņi nekontrolēti sadaloties.

Bet ķīmiskās sprāgstvielas ir visizplatītākais sprāgstvielu veids cilvēces vēsturē, ko izmanto gan radošai / komerciālai, gan iznīcinošai iedarbībai. Dotā sprāgstvielas stiprumu mēra pēc tā izplešanās ātruma detonācijas laikā.

Īsumā apskatīsim dažas izplatītas ķīmiskās sprāgstvielas.

Nav zināms, kurš izgudroja pirmo sprāgstvielu melns pulveris. Melnais pulveris, pazīstams arī kā šaujampulveris, ir sālskābes (kālija nitrāta), sēra un kokogles (oglekļa) maisījums. Tā izcelsme ir Ķīnā ap devīto gadsimtu un plaši izmantota visā Āzijā un Eiropā līdz 13. gadsimta beigām. To parasti izmantoja uguņošanas ierīcēs un signālos, kā arī ieguves un celtniecības darbos.

Melnais pulveris ir vecākā ballistiskā propelenta forma, un to izmantoja agrīnajiem purnu tipa šaujamieročiem un citiem artilērijas mērķiem. 1831. gadā Viljams Bikfords, angļu ādas tirgotājs, izgudroja pirmo drošības drošinātāju. Izmantojot drošinātāju, melnā pulvera sprāgstvielas padarīja praktiskākas un drošākas.

Bet tāpēc, ka melnais pulveris ir netīrs sprādzienbīstams, līdz 18. gadsimta beigām to aizstāja ar augstu sprāgstvielas un tīrākas nesmēķējošas pulverveida sprāgstvielas, piemēram, tādas, kuras patlaban izmanto šaujamieročos munīcija. Melnais pulveris tiek klasificēts kā zema sprāgstviela, jo tas izplešas un zemskaņas ātrumā, kad tas detonē. Spēcīgas sprāgstvielas pēc līguma paplašinās kā virsskaņas ātrums, tādējādi radot daudz lielāku spēku.

Nitroglicerīns ir ķīmisks sprāgstviela, kuru 1846. gadā atklāja itāļu ķīmiķis Askanio Sobrero. Tas bija pirmais izstrādātais sprāgstviela, kas bija jaudīgāks par melno pulveri. Nitroglicerīns ir slāpekļskābes, sērskābes un glicerīna maisījums, un tas ir ļoti gaistošs. Tā izgudrotājs Sobrero brīdināja par iespējamām briesmām, bet Alfrēds Nobels to 1864. gadā pieņēma kā komerciālu sprāgstvielu. Pēc vairākiem nopietniem negadījumiem tīra šķidrā nitroglicerīna lietošana tika plaši aizliegta, kā rezultātā Nobelā tika izgudrots dinamīts.

1846. gadā atklāja ķīmiķis Kristians Šonebeins nitroceluloze, ko sauc arī par pistoli, kad viņš uz kokvilnas priekšauta nejauši izlēja spēcīgas slāpekļskābes maisījumu, un priekšauts eksplodēja, kad tas izžuva. Šonbeina un citu eksperimenti ātri izveidoja drošas kokvilnas ražošanas paņēmienu, un tāpēc, ka tam bija tīrs, Tā kā sprādzienbīstamība ir gandrīz sešas reizes lielāka nekā melnajam pulverim, to ātri pieņēma izmantošanai kā lādiņu dzenamās ierīces ieročus.

1863. gadā TNT vai Trinitrotoluols izgudroja vācu ķīmiķis Džozefs Vilbrands. Sākotnēji tas tika formulēts kā dzeltena krāsa, tā sprādzienbīstamība nebija uzreiz acīmredzama. Tā nestabilitāte bija tāda, ka to varēja droši ieliet apvalku apvalkos, un 20. gadsimta sākumā to sāka izmantot vācu un britu militārajai munīcijai.

TNT, kas tiek uzskatīts par ļoti sprādzienbīstamu, joprojām izmanto ASV militārpersonas un celtniecības uzņēmumi visā pasaulē.

1865. gadā Alfrēds Nobels izgudroja spridzināšanas vāciņu. Spridzināšanas vāciņš nodrošināja drošāku un uzticamāku nitroglicerīna detonācijas līdzekli.

1867. gadā Alfrēds Nobels patentēja dinamīts, sprāgstviela, kas sastāvēja no trīs daļu nitroglicerīna un vienas daļas diatomīta maisījuma zeme (malts silīcija iezis) kā absorbējošs līdzeklis, un neliels daudzums nātrija karbonāta antacīdu kā stabilizators. Iegūtais maisījums bija ievērojami drošāks nekā tīrs nitroglicerīns, kā arī daudz spēcīgāks nekā melnais pulveris.

Citus materiālus tagad izmanto kā absorbējošos un stabilizējošos līdzekļus, bet dinamīts joprojām ir galvenais sprāgstviela, ko izmanto komerciālā ieguves rūpniecībā un celtniecības nojaukšanā.

1888. gadā Alfrēds Nobels izgudroja blīvu bezūdens pulvera sprāgstvielu, ko sauca ballistīts. 1889. gadā sers Džeimss Devārds un sers Frederiks Ābelis izgudroja vēl vienu bezspēcīgu šaujampulveri kordīts. Kordīts tika izgatavots no nitroglicerīna, kokvilnas un naftas vielas, kas želatinezēta, pievienojot acetonu. Vēlākās šo nesmēķētāju pulveru variācijas veido modernāko šaujamieroču un artilērijas degvielu.

Kopš 1955. gada ir izstrādātas dažādas papildu augstas sprāgstvielas. Tie ir radīti galvenokārt militārām vajadzībām, un tiem ir arī komerciāls pielietojums, piemēram, dziļu urbumu operācijās. Sprāgstvielas, piemēram, nitrātu un mazuta maisījumi vai ANFO un amonija nitrāta bāzes ūdens želejas, tagad veido septiņdesmit procentus no sprāgstvielu tirgus. Šīs sprāgstvielas ir dažādu veidu, ieskaitot:

• HMX
• RDX
• HNIW
• ONC