Hvordan fungerer sprengstoff?
Det er to typer eksplosiver: lave eksplosiver som krutt og høye eksplosiver som TNT. Generelt er lave eksplosiver en blanding av et brennbart stoff og et oksydasjonsmiddel som brenner (avflagrer) i hastigheter mellom noen få cm / sek til 400 m / sek, men vanligvis i den nedre enden av den skalaen. Høye eksplosiver er kjemiske forbindelser (en type molekyl) snarere enn en duo - disse detonerer snarere enn deflagrat, og produserer en supersonisk sjokkbølge på 1 000 - 9 000 m / sek.
Lave eksplosiver fungerer på samme måte som å brenne ved eller kull: ved å kombinere et brennbart stoff med et oksidasjonsmiddel ved tilstrekkelig temperatur, skapes varme og raskt ekspanderende gasser. Avhengig av oksygennivået i det omgivende mediet, oppstår deflagrasjonen med mer eller mindre hastighet og vold. På de høyere nivåene ligner deflagrasjoner detonasjoner.
Høye eksplosiver er kjemisk ustabile forbindelser, ofte inkludert flere nitratgrupper. Når de utsettes for tilstrekkelig varme eller mekanisk støt, omorganiserer brå eksplosiver brått deres molekylstruktur, forringes til reaksjonsprodukter og frigjør mye energi i prosessen.
Det er ni primære reaksjonssekvenser som utgjør deler av detoneringsprosessen til høye eksplosiver, referert til som prioriteringer. For eksempel innebærer prioritet 1 kombinasjonen av et metall med klor, og frigjør overflødig energi i prosessen. Andre prioriteringer inkluderer kombinasjonen av hydrogen med klor, et metall med oksygen, karbon og oksygen, hydrogen og oksygen, karbonmonoksid og oksygen, nitrogen med seg selv, oksygen med seg selv, og hydrogen med seg selv. I et gitt sprengstoff kan flere av disse reaksjonene forekomme, som hver frigjør store mengder energi.
Fordi noen eksplosiver krever ekstrem varme for å detonere, må det settes opp eksplosive kjeder, der ett eksplosiv med lavere energi blir detonert av en blasterhette, som deretter gir grunnlag for eksplosjonen av et ekstra stoff.
Fire standardkvaliteter en forbindelse eller blanding må ha for å kunne kvalifiseres som eksplosiv inkluderer hurtig utvidelse av gasser, generering av varme (eksoterm reaksjon), reaksjonshastigheten og reaksjonsstart, noe som betyr at sprengstoffet kan antennes i en kontrollert mote. En annen ønskelig kvalitet for eksplosiver til praktisk bruk er en begrenset mengde giftighet.