Kemiallisten räjähteiden historia

Räjähdyksen voidaan määritellä olevan materiaalin tai laitteen nopea laajeneminen, joka kohdistaa ympäristöönsä äkillisen paineen. Se voi johtua yhdestä kolmesta asiasta: a kemiallinen reaktio joka tapahtuu alkuaineyhdisteiden muuntamisen, mekaanisen tai fysikaalisen iskun aikana, tai ydinreaktio atomisella / subatomisella tasolla.

Bensiini, joka räjähtää syttyessään, on kemiallinen räjähdys, joka johtuu hiilivedyn äkillisestä muuttumisesta hiilidioksidiksi ja vedeksi. Räjähdys, joka tapahtuu, kun meteoriori iskee maahan, on mekaaninen räjähdys. Ydinaseiden räjähdys on seurausta radioaktiivisen aineen ytimestä, kuten plutoniumista, joka yhtäkkiä hajoaa hallitsemattomasti.

Kemialliset räjähteet ovat kuitenkin ihmiskunnan historian yleisimpiä räjähteiden muotoja, joita käytetään sekä luovissa / kaupallisissa että tuhoisissa vaikutuksissa. Tietyn räjähteen lujuus mitataan sen räjähdyksen aikana tapahtuvan laajenemisnopeuden mukaan.

Tarkastellaan lyhyesti joitain yleisiä kemiallisia räjähteitä.

Ei tiedetä, kuka keksi ensimmäisen räjähteen musta jauhe. Musta jauhe, joka tunnetaan myös nimellä ruutijauhe, on sekoitus suolaa (kaliumnitraatti), rikki ja hiili (hiili). Se on alun perin tullut Kiinasta yhdeksännen vuosisadan aikana ja oli laajalti käytössä Aasiassa ja Euroopassa 1300-luvun loppuun mennessä. Sitä käytettiin yleisesti ilotulitusvälineissä ja signaaleissa sekä kaivos- ja rakennustöissä.

Musta jauhe on ballistisen ponneaineen vanhin muoto ja sitä käytettiin varhaisissa kuono-tyyppisissä ampuma-aseissa ja muissa tykistötarkoituksissa. Vuonna 1831 englantilainen nahkakauppias William Bickford keksi ensimmäisen turvavarokkeen. Turvasulakkeen avulla mustajauheiset räjähteet olivat käytännöllisempiä ja turvallisempia.

Mutta koska musta jauhe on sotkuinen räjähtävä, se korvattiin 1800-luvun lopulla korkealla räjähteet ja puhtaammat savuttomat jauheräjähteet, kuten ampuma-aseissa tällä hetkellä käytettävät ammuksia. Musta jauhe luokitellaan heikosti räjähtäväksi, koska se laajenee ja aliäänenopeus räjähtäessään. Korkeat räjähteet lisääntyvät sopimuksin yliäänenopeuksina, mikä luo paljon enemmän voimaa.

Nitroglyseriini on kemiallinen räjähde, jonka löysi italialainen kemisti Ascanio Sobrero vuonna 1846. Se oli ensimmäinen kehitetty räjähde, joka oli tehokkaampi kuin musta jauhe. Nitroglyseriini on typpihapon, rikkihapon ja glyserolin seos, ja se on erittäin haihtuva. Sen keksijä Sobrero varoitti mahdollisista vaaroistaan, mutta Alfred Nobel hyväksyi sen kaupalliseksi räjähteeksi vuonna 1864. Useat vakavat onnettomuudet kuitenkin aiheuttivat puhtaan nestemäisen nitroglyseriinin kieltämisen laajasti, mikä johti Nobelin lopulta keksimään dynaamiin.

Vuonna 1846 kemisti Christian Schonbein löysi nitroselluloosa, jota kutsutaan myös asepuuvillaksi, kun hän valui vahingossa potentiaalisen typpihapon seosta puuvilla esiliinalle ja esiliina räjähti kuivuneen. Schonbeinin ja muiden kokeilut loivat nopeasti tavan valmistaa asepuuvillaa turvallisesti ja koska siinä oli puhdas, räjähdysteho melkein kuusi kertaa suurempi kuin musta jauhe, se otettiin nopeasti käyttöön välineenä ammusten ajamiseen vuonna 2003 aseita.

Vuonna 1863, TNT tai trinitrotoluene keksi saksalainen kemisti Joseph Wilbrand. Alun perin muotoiltu keltaiseksi väriaineeksi sen räjähtävät ominaisuudet eivät olleet heti ilmeisiä. Sen vakaus oli sellainen, että se voitiin turvallisesti kaada kuorikoteloihin, ja 1900-luvun alussa se tuli tavanomaiseen käyttöön Saksan ja Ison-Britannian armeijan ammuksissa.

Tätä räjähdysainetta pidettävää TNT: tä käytetään edelleen Yhdysvaltain armeijan ja rakennusyritysten välillä ympäri maailmaa.

Vuonna 1865 Alfred Nobel keksi räjäytyskorkin. Räjäytyskorkki tarjosi turvallisemman ja luotettavan välineen räjäyttää nitroglyseriini.

Vuonna 1867 Alfred Nobel patentoi dynamiitti, korkea räjähde, joka koostui seoksesta, joka sisälsi kolme osaa nitroglyseriiniä, yksi osa piimaan piimaa maa (jauhettu piidioksidi) absorboivana aineena, ja pieni määrä natriumkarbonaatin antasidia a stabilointiaine. Saatu seos oli huomattavasti turvallisempi kuin puhdas nitroglyseriini, ja se oli myös paljon voimakkaampi kuin musta jauhe.

Muita materiaaleja käytetään nyt absorboivina ja stabiloivina aineina, mutta dynamiitti on edelleen tärkein räjähdysaine kaupallisessa kaivostoiminnassa ja rakennusten purkutyössä.

Vuonna 1888 Alfred Nobel keksi tiheän savuttoman jauheräjähteen, nimeltään ballistiitti. Vuonna 1889 Sir James Dewar ja Sir Frederick Abel keksivät toisen savuttoman pistoolin, nimeltään kordiitilla. Kordiitti valmistettiin nitroglyseriinistä, asepuuvillasta ja maaöljyaineesta, joka gelatinoitiin lisäämällä asetonia. Näiden savuttomien jauheiden myöhemmät muunnelmat muodostavat ponneaineen nykyaikaisimmissa ampuma-aseissa ja tykistöissä.

Vuodesta 1955 lähtien on kehitetty useita muita voimakkaita räjähteitä. Ne on luotu lähinnä sotilaskäyttöön, ja niillä on myös kaupallisia sovelluksia, kuten syväporausoperaatioissa. Räjähteet, kuten nitraatti-polttoöljyseokset tai ANFO- ja ammoniumnitraattipohjaiset vesigeelit, muodostavat nyt seitsemänkymmentä prosenttia räjähteiden markkinoista. Näitä räjähteitä on erityyppisiä, mukaan lukien:

• HMX
• RDX
• HNIW
• ONC