Co to jest wybuch? Pojęcie i klasyfikacja wybuchów. Materiały wybuchowe i materiały wybuchowe

Wybuch jest powszechnym zjawiskiem fizycznym, które odegrało znaczącą rolę w losach ludzkości. Może niszczyć i zabijać, a także niosć korzyści, chroniąc człowieka przed takimi zagrożeniami, jak powódź i atak asteroid. Eksplozje mają różną naturę, ale w naturze procesu zawsze są destrukcyjne. Ta siła jest ich główną cechą wyróżniającą.

Koncepcja wybuchu

Słowo "wybuch" jest znane wszystkim. Jednak na pytanie, na jaką eksplozję można odpowiedzieć tylko na podstawie tego, do czego służy to słowo. Fizycznie, eksplozja jest procesem niezwykle szybkiego uwalniania energii i gazów we względnie małej ilości przestrzeni.

Gwałtowna ekspansja (termiczna lub mechaniczna) gazu lub innej substancji, na przykład podczas wybuchu granatu, tworzy falę uderzeniową (strefę wysokiego ciśnienia), która może mieć siłę niszczącą.

W biologii wybuch oznacza szybki i wielkoskalowy proces biologiczny (na przykład wybuch liczby, eksplozja specjacji). Tak więc odpowiedź na pytanie, czym jest eksplozja, zależy od przedmiotu badania. Jednak z reguły oznacza to klasyczną eksplozję, o której będzie mowa dalej.

Klasyfikacja wybuchu

Wybuchy mogą mieć inny charakter, moc. Występują w różnych środowiskach (w tym w próżni). Ze względu na charakter wybuchów można podzielić na:

• fizyczne (eksplozja kulki wybuchu itp.);
• chemiczne (na przykład eksplozja TNT);
• wybuchy jądrowe i termojądrowe.

Eksplozje chemiczne mogą występować w substancjach stałych, ciekłych lub gazowych, a także w zawiesinach zawieszonych w powietrzu. Głównymi z takimi eksplozjami są reakcje redoks typu egzotermicznego lub egzotermiczne reakcje rozkładu. Przykładem eksplozji chemicznej jest wybuch granatu.

Eksplozje fizyczne występują z naruszeniem integralności kontenerów skroplony gaz i inne substancje pod ciśnieniem. Mogą one również być spowodowane rozszerzalnością cieplną cieczy lub gazów w składzie ciała stałego z późniejszym naruszeniem integralności struktury krystalicznej, co prowadzi do ostrego zniszczenia przedmiotu i pojawienia się efektu eksplozji.

Siła eksplozji

Siła eksplozji może być różna: od zwykłego głośnego popu z powodu wybuchu balonu lub wysadzonego w powietrze szubienicy po gigantyczne kosmiczne eksplozje supernowych.

Intensywność eksplozji zależy od ilości uwolnionej energii i szybkości jej uwolnienia. Przy szacowaniu energii wybuchu chemicznego używa się wskaźnika, takiego jak ilość uwalnianego ciepła. Ilość energii w eksplozji fizycznej zależy od ilości energia kinetyczna adiabatyczne rozszerzanie się par i gazów.

Sztuczne wybuchy

W przedsiębiorstwie przemysłowym przedmioty wybuchowe nie są rzadkością, a zatem mogą powstawać tego typu eksplozje, jak powietrze, ziemia i wnętrze (wewnątrz struktury technicznej). Podczas wydobywania węgla wybuchy metanu nie są rzadkością, co jest szczególnie charakterystyczne dla kopalni głębinowych, gdzie z tego powodu nie ma wentylacji. Ponadto różne pokłady węgla mają różną zawartość metanu, dlatego poziom zagrożenia wybuchem w kopalniach jest inny. Eksplozje metanu stanowią duży problem dla głębokich kopalń Donbasu, co wymaga większej kontroli i monitorowania ich zawartości w kopalniach powietrza.

Materiały wybuchowe to pojemniki z gazem skroplonym lub parą pod ciśnieniem. Ponadto magazyny wojskowe, pojemniki z azotanem amonu i wiele innych obiektów.

Konsekwencje wybuchu w miejscu pracy mogą być nieprzewidywalne, w tym tragiczne, wśród których możliwe jest uwalnianie substancji chemicznych.

Eksplozje

Efekt wybuchu był od dawna używany przez ludzkość do różnych celów, które można podzielić na cywilne i wojskowe. W pierwszym przypadku mówimy o tworzeniu ukierunkowanych wybuchów w celu niszczenia struktur, które mają zostać zburzone, zatorów na rzekach, w wydobywaniu minerałów, w budownictwie. Dzięki nim znacznie spadają koszty pracy związane z realizacją zadań.

Materiały wybuchowe

Materiał wybuchowy to mieszanka chemiczna, która pod wpływem pewnych łatwo osiągalnych warunków wchodzi w gwałtowne reakcje chemiczne, prowadząc do szybkiego uwolnienia energii i dużych ilości gazu. Ze swej natury eksplozja takiej substancji jest podobna do spalania, tylko postępuje z wielką prędkością.

Zewnętrzne wpływy, które mogą wywołać wybuch, są następujące:

• efekty mechaniczne (na przykład wstrząs);
• składnik chemiczny związany z dodatkiem do materiału wybuchowego innych składników, który wywołuje początek reakcji wybuchowej;
• efekty temperaturowe (podgrzewanie materiału wybuchowego lub iskier na nim);
• detonacja z pobliskiej eksplozji.

Stopień reakcji na wpływy zewnętrzne

Stopień reakcji materiału wybuchowego na którykolwiek z efektów jest wyłącznie indywidualny. W związku z tym niektóre rodzaje proszku łatwo zapalają się po ogrzaniu, ale pozostają obojętne pod działaniem czynników chemicznych i mechanicznych. TNT wybucha po detonacji innych materiałów wybuchowych, a do innych czynników ma niewielką wrażliwość. Wybuchowa rtęć jest podważana przez wszelkiego rodzaju efekty, a niektóre materiały wybuchowe mogą nawet eksplodować spontanicznie, co czyni takie związki bardzo niebezpiecznymi i nieodpowiednimi do użycia.

Jak detonuje wybuch

Różne materiały wybuchowe wybuchają w nieco inny sposób. Na przykład proszek charakteryzuje się szybką reakcją zapalania z uwolnieniem energii przez stosunkowo długi okres czasu. Dlatego jest on używany w naukach wojskowych, aby nadać prędkość naboje i pociski bez łamania ich powłoki.

Przy innym rodzaju eksplozji (detonacji) reakcja wybuchowa rozprzestrzenia się przez substancję z prędkościami naddźwiękowymi i jest przyczyną. Prowadzi to do tego, że energia jest uwalniana w bardzo krótkim czasie i z dużą szybkością, więc metalowe kapsułki pękają od wewnątrz. Ten rodzaj eksplozji jest typowy dla takich niebezpiecznych materiałów wybuchowych, jak heksogen, trotyl, amonit itp.

Rodzaje materiałów wybuchowych

Cechy wrażliwości na wpływy zewnętrzne i wskaźniki wybuchowości pozwalają nam podzielić materiały wybuchowe na 3 główne grupy: napędzanie, inicjowanie i strzelanie. Do napędzania należą różne rodzaje prochu strzelniczego. Ta grupa obejmuje mieszanki wybuchowe o niskiej mocy dla petard i fajerwerków. W wojsku używa się ich do wytwarzania rakiet i sygnalizacji świetlnej, jako źródła energii do amunicji i pocisków.

Cechą szczególną inicjowania materiałów wybuchowych jest wrażliwość na czynniki zewnętrzne. Jednocześnie mają niską moc wybuchową i rozpraszanie ciepła. Dlatego są używane jako detonator do strzelania i wyrzucania materiałów wybuchowych. Aby zapobiec samoczynnemu podniesieniu się, są one starannie zapakowane.

Wybuchowe materiały wybuchowe mają największą siłę wybuchową. Są one używane jako wypełnienie bomby, pociski, miny, rakiety, itp. Najbardziej niebezpieczne z nich to heksogen, tetryl, tan. Mniej potężnym materiałem wybuchowym są trotyle i plastyd. Wśród najmniej potężnych są azotan amonu. Substancje wybuchowe o wysokiej sile wybuchowej mają większą wrażliwość na wpływy zewnętrzne, co czyni je jeszcze bardziej niebezpiecznymi. Dlatego są one stosowane w połączeniu z mniej wydajnymi lub innymi komponentami, które prowadzą do zmniejszenia czułości.

Parametry materiałów wybuchowych

Zgodnie z wielkością i prędkością emisji energii i gazu, wszystkie materiały wybuchowe są oceniane zgodnie z takimi parametrami, jak wysoka wybuchowość i wysoka wybuchowość. Jasność charakteryzuje szybkość uwalniania energii, która bezpośrednio wpływa na niszczące właściwości materiału wybuchowego.

Wybuchowość określa ilość gazów i energii, a tym samym ilość pracy wytworzonej podczas eksplozji.

Przez oba parametry prowadzi heksogen, który jest najniebezpieczniejszym materiałem wybuchowym.

Próbowaliśmy odpowiedzieć na pytanie, czym jest eksplozja. Omówiono także główne rodzaje wybuchów i metody klasyfikacji materiałów wybuchowych. Mamy nadzieję, że po przeczytaniu tego artykułu masz ogólne pojęcie o tym, czym jest eksplozja.