Comment fonctionnent les explosifs?
Il existe deux types d'explosifs: les explosifs faibles tels que la poudre à canon et les explosifs puissants tels que le TNT. Les explosifs légers sont généralement un mélange de substance combustible et d’oxydant qui brûle (déflagration) à une vitesse comprise entre quelques cm / s et 400 m / s, mais se situe généralement au bas de cette échelle. Les explosifs puissants sont des composés chimiques (un type de molécule) plutôt qu'un duo: ils détonent plutôt que déflagrater, produisant une onde de choc supersonique de 1 000 à 9 000 m / s.
Les explosifs peu puissants fonctionnent de la même manière que le bois ou le charbon: en combinant une substance combustible et un oxydant à une température suffisante, il se crée une chaleur et des gaz en expansion rapide. Selon le niveau d'oxygène dans le milieu environnant, la déflagration se produit avec plus ou moins de rapidité et de violence. Aux niveaux supérieurs, les déflagrations ressemblent à des détonations.
Les explosifs puissants sont des composés chimiquement instables, comprenant souvent plusieurs groupes nitrate. Lorsqu'ils sont exposés à une chaleur suffisante ou à un choc mécanique, les explosifs puissants modifient brusquement leur structure moléculaire, se détériorant en produits de réaction et libérant beaucoup d'énergie au cours du processus.
Il existe neuf séquences de réactions primaires constituant des parties du processus de détonation d'explosifs puissants, appelées priorités. Par exemple, la priorité 1 implique la combinaison d'un métal avec du chlore, libérant ainsi un excès d'énergie. Parmi les autres priorités figurent la combinaison de l'hydrogène et du chlore, un métal avec l'oxygène, le carbone et l'oxygène, l'hydrogène et l'oxygène, le monoxyde de carbone et l'oxygène, l'azote avec lui-même, l'oxygène avec lui-même et l'hydrogène avec lui-même. Dans n'importe quel explosif donné, plusieurs de ces réactions peuvent se produire, chacune libérant de grandes quantités d'énergie.
Comme certains explosifs nécessitent une chaleur extrême pour exploser, des chaînes explosives doivent être installées, dans lesquelles un explosif de moindre énergie est déclenché par un détonateur, qui constitue ensuite la base de l'explosion d'une substance supplémentaire.
Un composé ou un mélange doit posséder quatre qualités standard pour être qualifié d'explosif: l'expansion rapide des gaz, la génération de chaleur (réaction exothermique), la rapidité de la réaction et le déclenchement de la réaction, ce qui signifie que l'explosif peut être enflammé mode contrôlée. Une autre qualité souhaitable pour les explosifs à usage pratique est une quantité limitée de toxicité.