Keemiliste lõhkeainete ajalugu

Plahvatust võib defineerida kui materjali või seadme kiiret paisumist, mis avaldab ümbrusele järsku survet. Selle võib põhjustada üks kolmest asjast: a keemiline reaktsioon mis toimub elementaarsete ühendite muundamisel, mehaanilisel või füüsikalisel kokkupõrkel või a tuumareaktsioon aatomi / alaatomilisel tasandil.

Bensiin, mis plahvatab süttimisel, on keemiline plahvatus, mille põhjustab süsivesiniku järsk muundamine süsinikdioksiidiks ja veeks. Plahvatus, mis toimub meteoriidi maapinnale jõudmisel, on mehaaniline plahvatus. Ja tuumalõhkepea plahvatus on radioaktiivse aine, näiteks plutooniumi tuuma tagajärg, mis ootamatult kontrollimatult laiali laguneb.

Kuid just keemilised lõhkeained on inimajaloos kõige levinumad lõhkeainete vormid, mida kasutatakse nii loomingulise / kaubandusliku kui ka hävitava toime saavutamiseks. Antud lõhkeaine tugevust mõõdetakse selle detonatsiooni ajal ilmneva paisumiskiirusega.

Vaatame lühidalt mõnda tavalist keemilist lõhkeainet.

Pole teada, kes leiutas esimese lõhkekeha

Must pulber on ballistilise raketikütuse vanim vorm ja seda kasutati varase koonuga tüüpi tulirelvade ja muu suurtükiväe jaoks. 1831. aastal leiutas Inglise nahkkaupmees William Bickford esimese turvakaitsme. Turvakaitsme abil muudeti musta pulbri lõhkeained praktilisemaks ja ohutumaks.

Kuid kuna must pulber on räpane plahvatusohtlik, asendati see 18. sajandi lõpuks kõrgega lõhkeained ja puhtamad suitsuvabad pulberlõhkeained, näiteks need, mida praegu kasutatakse tulirelvas laskemoon. Must pulber on klassifitseeritud madala plahvatusohtlikkusega, kuna see paisub ja süttib alatoonilisel kiirusel. Kõrgendatud lõhkeained laienevad lepingu kohaselt ülehelikiiruseks, luues seeläbi palju rohkem jõudu.

Nitroglütseriin on keemiline lõhkeaine, mille avastas Itaalia keemik Ascanio Sobrero 1846. aastal. See oli esimene välja töötatud lõhkeaine, mis oli võimsam kui must pulber. Nitroglütseriin on lämmastikhappe, väävelhappe ja glütserooli segu ning see on väga lenduv. Selle leiutaja Sobrero hoiatas võimalike ohtude eest, kuid Alfred Nobel võttis selle 1864. aastal kasutusele kaubandusliku lõhkeainena. Mitmed rasked õnnetused põhjustasid puhta vedela nitroglütseriini laialdase keelustamise, mis viis Nobeli dünamiidi leiutamiseni.

Aastal 1846 avastas keemik Christian Schonbein nitrotselluloos, mida nimetatakse ka püsspuuvillaks, kui ta valas kogemata tugeva lämmastikhappe segu puuvillase põlle peale ja põll plahvatas kuivades. Schonbeini ja teiste eksperimendid leidsid kiiresti püss puuvilla ohutu tootmise meetodi ja kuna sellel oli puhas, plahvatusoht peaaegu kuus korda suurem kui must pulber, võeti see kiiresti kasutusele mürskude tõukamiseks relvad.

1863. aastal TNT või Trinitrotolueen leiutas saksa keemik Joseph Wilbrand. Algselt formuleeritud kollase värvainena ei olnud selle plahvatusohtlikkus kohe ilmne. Selle stabiilsus oli selline, et seda sai ohutult valada kestasse ja 20. sajandi alguses hakati seda tavapäraselt kasutama Saksamaa ja Suurbritannia sõjamoona jaoks.

Kõrgselt plahvatusohtlikuks peetakse TNT-d endiselt USA sõjaväe ja kogu maailma ehitusettevõtete poolt.

1865. aastal leiutas Alfred Nobel lõhkamiskorgi. Lõhkamiskork oli ohutum ja töökindlam vahend nitroglütseriini detoneerimiseks.

1867 patenteeris Alfred Nobel dünamiit, tugev plahvatusohtlik aine, mis koosnes kolme osa nitroglütseriini, ühe osa kobediatomiidi segust muld (jahvatatud ränidioksiidi kivim) absorbendina ja väike kogus naatriumkarbonaadi antatsiidi a stabilisaator. Saadud segu oli tunduvalt ohutum kui puhas nitroglütseriin, samuti oli see palju võimsam kui must pulber.

Nüüd kasutatakse absorbeerivate ja stabiliseerivate ainetena muid materjale, kuid dünamiit on endiselt peamine lõhkeaine kaubanduslikes mäetööstustes ja ehituste lammutamisel.

1888. aastal leiutas Alfred Nobel tiheda suitsuvaba pulbrilise lõhkeaine, mille nimi oli ballistiit. 1889. aastal leiutasid sir James Dewar ja sir Frederick Abel veel ühe suitsuvaba püssirohu, mida kutsuti kordiit. Cordite valmistati nitroglütseriinist, püsspuuvillast ja atsetooni lisamisega želatiniseeritud petrooleumist. Nende suitsuvabade pulbrite hilisemad variatsioonid moodustavad raketikütuse enamiku moodsate tulirelvade ja suurtükiväe jaoks.

Alates 1955. aastast on välja töötatud mitmesuguseid täiendavaid kõrgeid lõhkeaineid. Loodud peamiselt sõjaliseks kasutamiseks, on neil ka kommertsrakendusi, näiteks sügavpuurimisel. Lõhkeained, näiteks nitraat-kütteõlisegud või ANFO ja ammooniumnitraadil põhinevad vesigeelid, moodustavad praegu seitsekümmend protsenti lõhkeainete turust. Neid lõhkeaineid on mitmesuguseid, sealhulgas:

• HMX
• RDX
• HNIW
• ONC