ההיסטוריה של חומרי נפץ כימיים

ניתן להגדיר פיצוץ כהתרחבות מהירה של חומר או מכשיר המפעילים לחץ פתאומי על סביבתו. זה יכול להיגרם מאחד משלושה דברים: א תגובה כימית המתרחש במהלך המרה של תרכובות יסודות, השפעה מכנית או פיזית, או א תגובה גרעינית ברמה האטומית / תת אטומית.

בנזין המתפוצץ כשהוא מצית הוא פיצוץ כימי שגורם להמרה פתאומית של פחמימן לפחמן דו חמצני ומים. הפיצוץ שמתרחש כשמטאור מכה את כדור הארץ הוא פיצוץ מכני. ופיצוץ ראש נפץ גרעיני הוא תוצאה של גרעין של חומר רדיואקטיבי, כמו פלוטוניום, שמתפצל פתאום בצורה לא מבוקרת.

אולם מדובר בחומרי נפץ כימיים המהווים את הצורה הנפוצה ביותר של חומר נפץ בהיסטוריה האנושית, המשמשים הן להשפעה יצירתית / מסחרית והרסנית. חוזקו של חומר נפץ נתון נמדד שקצב ההתרחבות שהוא מפגין במהלך הפיצוץ.

בואו נסתכל בקצרה על כמה חומרי נפץ כימיים נפוצים.

לא ידוע מי המציא את חומר הנפץ הראשון אבקה שחורה. אבקה שחורה, הידועה גם בשם אבקת שריפה, היא תערובת של מלח (אשלגן חנקתי), גופרית ופחם (פחמן). מקורו בסין במאה התשיעית והיה בשימוש נרחב ברחבי אסיה ואירופה בסוף המאה ה -13. זה היה בשימוש נפוץ בזיקוקים ובאותות, כמו גם בפעילות כרייה ובנייה.

אבקה שחורה היא הצורה העתיקה ביותר של דחף בליסטי והיא שימשה לשימוש בכלי נשק מוקדמים מסוג לוע ושימושים ארטילריים אחרים. בשנת 1831, ויליאם ביקפורד, סוחר עור אנגלי, המציא את נתיך הבטיחות הראשון. באמצעות נתיך בטיחות הפכו חומרי נפץ אבקה שחורה למעשיים ובטוחים יותר.

אבל מכיוון שאבקה שחורה היא חומר נפץ מבולגן, בסוף המאה ה -18 היא הוחלפה בגובה חומרי נפץ ועל ידי חומרי נפץ מנקים יותר ללא עישון, כמו מה שמשמש כיום בירי תחמושת. אבקה שחורה מסווגת כחומר נפץ נמוך מכיוון שהיא מתרחבת ומהירויות תת-עוריות כאשר היא מתפוצצת. חומרי נפץ גבוהים, בהתאמה, מתרחבים במהירויות העל-קוליות, ובכך יוצרים כוח הרבה יותר.

ניטרוגליצרין הוא חומר נפץ כימי שהתגלה על ידי הכימאי האיטלקי אסקניו סובררו בשנת 1846. זה היה חומר הנפץ הראשון שפותח חזק יותר מאבקה שחורה, ניטרוגליצרין הוא תערובת של חומצה חנקתית, חומצה גופרתית וגלייזרול והיא נדיפה מאוד. ממציאו, סובררו, הזהיר מפני הסכנות הפוטנציאליות שלו, אך אלפרד נובל אימץ אותו כחומר נפץ מסחרי בשנת 1864. עם זאת, מספר תאונות קשות גרמו לאיסור נרחב של ניטרוגליצרין נוזלי, מה שהוביל להמצאתו של נובל בסופו של דבר של דינמיט.

בשנת 1846, הכימאי כריסטיאן שונביין גילה nitrocellulose, נקרא גם אקדח, כאשר הוא שפך בטעות תערובת של חומצה חנקתית עוצמתית על סינר כותנה והסינר התפוצץ כשהוא מתייבש. ניסויים של שונביין ואחרים הקימו במהרה אמצעי לייצור אקדח בבטחה, ומכיוון שהיה לו נקי, בהספק נפץ גדול כמעט פי שישה מאבקה שחורה, הוא אומץ במהירות לשימוש כאמצעי להנעה של טילים ב כלי נשק.

בשנת 1863, TNT או טריניטרוטולואן הומצא על ידי הכימאי הגרמני ג'וזף וילברנד. במקור שנוסח כצבע צהוב, תכונות הנפץ שלו לא ניכרו מייד. היציבות שלה הייתה כזו שניתן היה לשפוך אותה בבטחה לתוך מעטפות מעטפת, ובתחילת המאה ה -20 היא הגיעה לשימוש רגיל עבור תחמושת צבאית גרמנית ובריטניה.

TNT, הנחשב חומר נפץ גבוה, נמצא בשימוש נפוץ על ידי צבא ארה"ב ועל ידי חברות בנייה ברחבי העולם.

בשנת 1865 המציא אלפרד נובל את כובע הפיצוץ. כובע הפיצוץ סיפק אמצעי בטוח יותר ואמין לפיצוץ ניטרוגליצרין.

בשנת 1867, אלפרד נובל רשמה פטנט דינמיטחומר נפץ גבוה שהורכב מתערובת של שלושה חלקים ניטרוגליצרין, חלק אחד דיאטומי אדמה (סלע סיליקה טחון) כחומר סופג, וכמות קטנה של נוגד חומצה נתרן קרבונט כ מייצב. התערובת שהתקבלה הייתה בטוחה במידה ניכרת מאשר ניטרוגליצרין טהור, כמו גם הייתה חזקה בהרבה מאבקה שחורה.

חומרים אחרים משמשים כיום כחומרים סופגים ומייצבים, אך הדינמיט נותר חומר הנפץ העיקרי לשימוש בהריסת כרייה ובנייה מסחרית.

בשנת 1888 המציא אלפרד נובל חומר נפץ אבקה צפוף ללא עישון בשם בליסטיט. בשנת 1889 המציאו סר ג'יימס דיואר וסר פרדריק הבל עוד אבק שריפה ללא עישון שנקרא לב. הקורדיט היה עשוי מנוטרוגליצרין, אקדח ובחומר נפט המופעל בג'לטין בתוספת אצטון. וריאציות מאוחרות יותר של אבקות חסרות עשן אלה מהוות את הדלק לרוב כלי הנשק והתותחנים המודרניים.

מאז שנת 1955 פותחו מגוון חומרי נפץ גבוהים נוספים. הם נוצרו בעיקר לשימוש צבאי, ויש להם גם יישומים מסחריים, כמו למשל בפעולות קידוח עמוק. חומרי נפץ כמו תערובות שמן דלק חנקתי או ANFO וג'ל מים על בסיס אמוניום חנקתי מהווים כיום שבעים אחוזים משוק הנפצים. חומרי נפץ אלו מגיעים בסוגים שונים כולל:

• HMX
• RDX
• HNIW
• ONC