Kako delujejo eksplozivi?

Obstajata dve vrsti eksplozivov: nizki eksplozivi, kot je smodnik, in močni eksplozivi, kot je TNT. Nizki eksplozivi so na splošno mešanica gorljive snovi in ​​oksidanta, ki gori (deflagrira) pri hitrostih od nekaj cm/s do 400 m/s, vendar običajno na spodnjem koncu te lestvice. Visoki eksplozivi so kemične spojine (ena vrsta molekul) in ne duo – ti eksplodirajo in ne deflagrirajo, kar povzroči nadzvočni udarni val od 1,000 do 9,000 m/s.

Nizki eksplozivi delujejo enako kot pri sežiganju lesa ali premoga: z združevanjem gorljive snovi z oksidantom pri zadostni temperaturi nastanejo toplota in hitro širijo se plini. Odvisno od nivoja kisika v okoliškem mediju se deflagracija odvija z več ali manj hitrostjo in silo. Na višjih ravneh so deflagracije podobne detonacijam.

Visoki eksplozivi so kemično nestabilne spojine, ki pogosto vključujejo več nitratnih skupin. Ko so izpostavljeni zadostni toploti ali mehanskemu šoku, močni eksplozivi nenadoma preuredijo svojo molekularno strukturo, se pokvarijo v reakcijske produkte in v procesu sprostijo veliko energije.

Obstaja devet primarnih reakcijskih zaporedij, ki sestavljajo dele detonacijskega procesa visokih eksplozivov, ki se imenujejo prioritete. Na primer, prednostna naloga 1 vključuje kombinacijo kovine s klorom, ki sprošča odvečno energijo v procesu. Druge prednostne naloge vključujejo kombinacijo vodika s klorom, kovine s kisikom, ogljika in kisika, vodika in kisika, ogljikovega monoksida in kisika, dušika s samim seboj, kisika s samim seboj in vodika s samim seboj. V vsakem eksplozivu se lahko pojavi več teh reakcij, pri čemer vsaka sprošča velike količine energije.

Ker nekateri eksplozivi zahtevajo ekstremno toploto za detonacijo, je treba vzpostaviti eksplozivne verige, kjer en eksploziv z nižjo energijo detonira razstreljevalna kapica, ki nato predstavlja osnovo za eksplozijo dodatne snovi.
Štiri standardne lastnosti, ki jih mora imeti spojina ali zmes, da se označi kot eksploziv, vključujejo hitro širjenje plinov, nastajanje toplote (eksotermna reakcija), hitrost reakcije in začetek reakcije, kar pomeni, da se eksploziv lahko vžge v nadzorovana moda. Druga zaželena kakovost eksplozivov za praktično uporabo je omejena količina strupenosti.