Hoe werken explosieven?

Er zijn twee soorten explosieven: lage explosieven zoals buskruit en hoge explosieven zoals TNT. Lage explosieven zijn over het algemeen een mix van een brandbare stof en een oxidatiemiddel dat brandt (deflagreert) met snelheden tussen enkele cm / sec tot 400 m / sec, maar meestal aan de onderkant van die schaal. Hoge explosieven zijn chemische verbindingen (één type molecuul) in plaats van een duo - deze ontploffen in plaats van deflagreren en produceren een supersonische schokgolf van 1.000 - 9.000 m / sec.

Lage explosieven werken op dezelfde manier als hout of kolen branden: door een brandbare stof te combineren met een oxidatiemiddel bij voldoende temperatuur, worden warmte en snel expanderende gassen gecreëerd. Afhankelijk van het zuurstofniveau in het omringende medium vindt de deflagratie met min of meer snelheid en geweld plaats. Op de hogere niveaus lijken deflagraties op detonaties.

Hoge explosieven zijn chemisch instabiele verbindingen, vaak met inbegrip van verschillende nitraatgroepen. Bij blootstelling aan voldoende hitte of mechanische schokken herschikken hoge explosieven abrupt hun moleculaire structuur, verslechteren in reactieproducten en geven daarbij veel energie af.

Er zijn negen primaire reactiereeksen die deel uitmaken van het detonatieproces van explosieven, ook wel prioriteiten genoemd. Prioriteit 1 betreft bijvoorbeeld de combinatie van een metaal met chloor, waarbij tijdens het proces overtollige energie vrijkomt. Andere prioriteiten zijn de combinatie van waterstof met chloor, een metaal met zuurstof, koolstof en zuurstof, waterstof en zuurstof, koolmonoxide en zuurstof, stikstof met zichzelf, zuurstof met zichzelf en waterstof met zichzelf. Bij elk gegeven explosief kunnen verschillende van deze reacties optreden, waarbij elk grote hoeveelheden energie afgeeft.

Omdat sommige explosieven extreme hitte nodig hebben om tot ontploffing te komen, moeten explosieve kettingen worden opgezet, waarbij een explosief met lagere energie tot ontploffing wordt gebracht door een blasterdop, die vervolgens de basis vormt voor de explosie van een extra substantie.

Vier standaardkwaliteiten waarover een verbinding of mengsel moet beschikken om als explosief te worden gekwalificeerd, zijn de snelle expansie van gassen, warmteontwikkeling (exotherme reactie), de snelheid van reactie en de reactie, wat betekent dat het explosief kan worden ontstoken in een gecontroleerde mode. Een andere gewenste kwaliteit voor explosieven voor praktisch gebruik is een beperkte hoeveelheid toxiciteit.