Η ιστορία των χημικών εκρηκτικών

Μια έκρηξη μπορεί να οριστεί ως η ταχεία διαστολή ενός υλικού ή μιας συσκευής που ασκεί μια ξαφνική πίεση στο περιβάλλον της. Μπορεί να προκληθεί από ένα από τα τρία πράγματα: α χημική αντίδραση που συμβαίνει κατά τη μετατροπή στοιχειακών ενώσεων, μηχανική ή φυσική κρούση ή α πυρηνική αντίδραση στο ατομικό / υποατομικό επίπεδο.

Βενζίνη που εκρήγνυται όταν αναφλέγεται είναι μια χημική έκρηξη που προκαλείται από την ξαφνική μετατροπή ενός υδρογονάνθρακα σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Η έκρηξη που συμβαίνει όταν ο μετεωρίτης πλήξει τη γη είναι μια μηχανική έκρηξη. Και μια έκρηξη της πυρηνικής κεφαλής είναι το αποτέλεσμα του πυρήνα μιας ραδιενεργού ουσίας, όπως το πλουτώνιο, που ξαφνικά χωρίζεται με ανεξέλεγκτο τρόπο.

Αλλά πρόκειται για τις χημικές εκρηκτικές ύλες που είναι η πιο κοινή μορφή εκρηκτικών στην ανθρώπινη ιστορία, που χρησιμοποιούνται τόσο για δημιουργικό / εμπορικό όσο και για καταστροφικό αποτέλεσμα. Η ένταση ενός δεδομένου εκρηκτικού μετράται ώστε ο ρυθμός επέκτασης που εμφανίζεται κατά την έκρηξη.

Ας δούμε σύντομα ορισμένες κοινές χημικές εκρηκτικές ύλες.

Δεν είναι γνωστό ποιος εφευρέθηκε το πρώτο εκρηκτικό μαύρη σκόνη. Η μαύρη σκόνη, επίσης γνωστή ως πυρίτιδα, είναι ένα μίγμα από νιτρικό κάλιο, θείο και άνθρακα (άνθρακας). Καταγόταν στην Κίνα γύρω στον 9ο αιώνα και ήταν ευρέως διαδεδομένη σε όλη την Ασία και την Ευρώπη μέχρι τα τέλη του 13ου αιώνα. Χρησιμοποιήθηκε συνήθως σε πυροτεχνήματα και σήματα, καθώς και σε εξορυκτικές και οικοδομικές εργασίες.

Η μαύρη σκόνη είναι η παλαιότερη μορφή βαλλιστικού προωθητικού και χρησιμοποιήθηκε με πρώιμα πυροβόλα όπλα και άλλα πυροβόλα. Το 1831, ο William Bickford, ένας έμπορος δερμάτινων αγγλικών εφευρέθηκε η πρώτη ασφάλεια. Χρησιμοποιώντας μια ασφάλεια ασφάλτου, οι μαύρες εκρηκτικές ύλες σκόνης είναι πιο πρακτικές και ασφαλέστερες.

Αλλά επειδή η μαύρη σκόνη είναι βρώμικο εκρηκτικό, μέχρι το τέλος του 18ου αιώνα αντικαταστάθηκε από ψηλά των εκρηκτικών και των καθαρότερων εκρηκτικών σκόνης χωρίς καπνό, όπως αυτό που χρησιμοποιείται σήμερα στο πυροβόλο όπλο πυρομαχικά. Η μαύρη σκόνη κατηγοριοποιείται ως χαμηλή εκρηκτική ύλη επειδή επεκτείνεται και υποηχητική ταχύτητα όταν εκρήγνυται. Τα υψηλά εκρηκτικά, με σύμβαση, επεκτείνονται ως υπερηχητικές ταχύτητες, δημιουργώντας έτσι πολύ περισσότερη δύναμη.

Η νιτρογλυκερίνη είναι μια χημική εκρηκτική ύλη που ανακαλύφθηκε από τον Ιταλό χημικό Ascanio Sobrero το 1846. Ήταν η πρώτη εκρηκτική ανάπτυξη που ήταν πιο ισχυρή από τη μαύρη σκόνη, η νιτρογλυκερίνη είναι ένα μείγμα νιτρικού οξέος, θειικού οξέος και γλυκερίνης και είναι εξαιρετικά πτητικό. Ο εφευρέτης της, Sobrero, προειδοποίησε για τους πιθανούς κινδύνους, αλλά ο Alfred Nobel το υιοθέτησε ως εμπορικό εκρηκτικό το 1864. Ωστόσο, πολλά σοβαρά ατυχήματα προκάλεσαν ευρεία απαγόρευση της καθαρού υγρού νιτρογλυκερίνης, οδηγώντας στην τελική εφευρετικότητα του δυναμικού από το Nobel.

Το 1846 ανακάλυψε ο χημικός Christian Schonbein νιτροκυτταρίνη, που ονομάζεται επίσης guncotton, όταν χύθηκε κατά λάθος ένα μείγμα ισχυρού νιτρικού οξέος σε μια βαμβακερή ποδιά και η ποδιά έκλεισε καθώς στεγνώθηκε. Τα πειράματα από τον Schonbein και άλλους εγκατέστησαν γρήγορα ένα μέσο κατασκευής πυροβόλων όπλων με ασφάλεια και επειδή είχε καθαρό, εκρηκτική ισχύ σχεδόν έξι φορές μεγαλύτερη από τη μαύρη σκόνη, υιοθετήθηκε γρήγορα για χρήση ως μέσο προώθησης βλημάτων όπλα.

Το 1863, TNT ή Τρινιτολουόλη εφευρέθηκε από τον γερμανό χημικό κ. Joseph Wilbrand. Αρχικά διατυπωμένο ως κίτρινη βαφή, οι εκρηκτικές ιδιότητές του δεν ήταν άμεσα εμφανείς. Η σταθερότητα του ήταν τέτοια ώστε να μπορεί να μεταφερθεί με ασφάλεια σε περιβλήματα κελύφους και στις αρχές του 20ου αιώνα τέθηκε σε κανονική χρήση για τα γερμανικά και βρετανικά στρατιωτικά πολεμοφόδια.

Θεωρούμενο ως υψηλό εκρηκτικό, το TNT εξακολουθεί να χρησιμοποιείται από κοινού από τον στρατό των Η.Π.Α. και από κατασκευαστικές εταιρείες σε όλο τον κόσμο.

Το 1865, ο Alfred Nobel εφευρέθηκε το κάλυμμα ανατίναξης. Το πώμα ανατινάξεων παρείχε ένα ασφαλέστερο και αξιόπιστο μέσο έκρηξης νιτρογλυκερίνης.

Το 1867, ο Alfred Nobel πατέθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας δυναμίτιδα, ένα υψηλό εκρηκτικό που αποτελείται από ένα μείγμα τριών μερών νιτρογλυκερίνη, ένα μέρος διατομών γη (αλεσμένο πυριτικό πετρώδες) ως απορροφητικό και μικρή ποσότητα ανθρακικού νατρίου αντιόξινα ως α σταθεροποιητής. Το προκύπτον μείγμα ήταν σημαντικά ασφαλέστερο από την καθαρή νιτρογλυκερίνη, καθώς ήταν πολύ πιο ισχυρό από τη μαύρη σκόνη.

Άλλα υλικά χρησιμοποιούνται τώρα ως απορροφητικά και σταθεροποιητικά μέσα, αλλά ο δυναμίτης παραμένει ο πρώτος εκρηκτικός για χρήση στην εμπορική εξόρυξη και κατεδάφιση των κατασκευών.

Το 1888, ο Alfred Nobel εφευρέθηκε μια πυκνή εκρηκτική σκόνη χωρίς καπνό ballistite. Το 1889, ο Sir James Dewar και ο Sir Frederick Abel εφευρέθηκαν μια άλλη πυρίτιδα που δεν κάπνιζε είδος άκαπνου πυτιρίδος. Ο κορδίτης κατασκευάσθηκε από νιτρογλυκερίνη, πυρίτιο και μια πετρελαϊκή ουσία ζελατινοποιημένη με προσθήκη ακετόνης. Οι μεταγενέστερες παραλλαγές αυτών των άκαπνων σκονών αποτελούν το προωθητικό για τα περισσότερα σύγχρονα πυροβόλα όπλα και πυροβολικό.

Από το 1955 αναπτύχθηκε μια ποικιλία πρόσθετων εκρηκτικών. Δημιουργούνται κυρίως για στρατιωτική χρήση, έχουν επίσης εμπορικές εφαρμογές, όπως σε βαθιές γεωτρήσεις. Τα εκρηκτικά όπως τα μίγματα νιτρικών-καυσίμων ή τα πηκτώματα νερού ANFO και νιτρικού αμμωνίου αποτελούν σήμερα το 70% της αγοράς των εκρηκτικών. Αυτά τα εκρηκτικά έρχονται σε διάφορους τύπους που περιλαμβάνουν:

• HMX
• RDX
• HNIW
• ONC