Come funzionano gli esplosivi?

Esistono due tipi di esplosivo: esplosivi bassi come polvere da sparo e esplosivi alti come TNT. Gli esplosivi bassi sono generalmente una miscela di una sostanza combustibile e un ossidante che brucia (si deflagrano) a velocità comprese tra pochi cm / sec a 400 m / sec, ma solitamente all'estremità inferiore di quella scala. Gli esplosivi ad alto sono composti chimici (un tipo di molecola) piuttosto che un duo: questi esplodono anziché deflagrano, producendo un'onda d'urto supersonica di 1.000 - 9.000 m / sec.

Gli esplosivi bassi funzionano allo stesso modo della combustione di legna o carbone: combinando una sostanza combustibile con un ossidante a temperatura sufficiente, si creano calore e gas in rapida espansione. A seconda del livello di ossigeno nel mezzo circostante, la deflagrazione si verifica con più o meno velocità e violenza. Ai livelli più alti, le deflagrazioni assomigliano alle detonazioni.

Gli esplosivi ad alto sono composti chimicamente instabili, spesso inclusi diversi gruppi di nitrati. Se esposti a calore o shock meccanici sufficienti, gli esplosivi elevati riorganizzano bruscamente la loro struttura molecolare, deteriorandosi in prodotti di reazione e rilasciando molta energia nel processo.

Esistono nove sequenze di reazioni primarie che compongono parti del processo di detonazione di esplosivi ad alto potenziale, indicate come priorità. Ad esempio, la priorità 1 prevede la combinazione di un metallo con cloro, rilasciando energia in eccesso nel processo. Altre priorità includono la combinazione di idrogeno con cloro, un metallo con ossigeno, carbonio e ossigeno, idrogeno e ossigeno, monossido di carbonio e ossigeno, azoto con se stesso, ossigeno con se stesso e idrogeno con se stesso. In ogni dato esplosivo, possono verificarsi diverse di queste reazioni, ognuna delle quali rilascia grandi quantità di energia.

Poiché alcuni esplosivi richiedono calore estremo per far esplodere, devono essere installate catene esplosive, in cui un esplosivo a energia inferiore viene fatto esplodere da un tappo del blaster, che quindi fornisce la base per l'esplosione di una sostanza aggiuntiva.

Quattro qualità standard che un composto o una miscela devono possedere per essere qualificati come esplosivi comprendono la rapida espansione di gas, la generazione di calore (reazione esotermica), la rapidità di reazione e l'avvio della reazione, il che significa che l'esplosivo può essere innescato in un moda controllata. Un'altra qualità desiderabile per gli esplosivi per usi pratici è una quantità limitata di tossicità.