Hur fungerar sprängämnen?

Det finns två typer av sprängämnen: låga sprängämnen som krutt och höga sprängämnen som TNT. Lågsprängämnen är i allmänhet en blandning av ett brännbart ämne och ett oxidationsmedel som bränner (avflagras) med hastigheter mellan några cm / sek till 400 m / sek, men vanligtvis i den nedre änden av den skalan. Höga explosiva ämnen är kemiska föreningar (en typ av molekyl) snarare än en duo - dessa detonerar snarare än deflagrat, vilket ger en supersonisk chockvåg på 1 000 - 9 000 m / sek.

Låga sprängämnen fungerar på samma sätt som förbränning av trä eller kol: genom att kombinera ett brännbart ämne med en oxidant vid tillräcklig temperatur skapas värme och snabbt expanderande gaser. Beroende på syrgasnivån i det omgivande mediet sker deflagreringen med mer eller mindre hastighet och våld. På de högre nivåerna liknar deflagrationer detonationer.

Högeksplosiva ämnen är kemiskt instabila föreningar, ofta inklusive flera nitratgrupper. När de utsätts för tillräcklig värme eller mekanisk chock, ordnar höga sprängämnen plötsligt deras molekylära struktur, försämras till reaktionsprodukter och släpper ut mycket energi i processen.

Det finns nio primära reaktionssekvenser som utgör delar av detoneringsprocessen för högsprängämnen, benämnda prioriteringar. Exempelvis innebär prioritet 1 kombinationen av en metall med klor, vilket frigör överskottsenergi i processen. Andra prioriteringar inkluderar kombinationen av väte med klor, en metall med syre, kol och syre, väte och syre, kolmonoxid och syre, kväve med sig själv, syre med sig själv och väte med sig själv. I varje givet sprängämne kan flera av dessa reaktioner inträffa, var och en släpper stora mängder energi.

Eftersom vissa sprängämnen kräver extrem värme för att detoneras, måste explosiva kedjor installeras, där ett lägre-energi-sprängämne detoneras av en blasterlock, som sedan utgör grunden för explosionen av ett ytterligare ämne.

Fyra standardkvaliteter som en förening eller blandning måste ha för att kunna betecknas som ett explosivämne inkluderar den snabba expansionen av gaser, generering av värme (exoterm reaktion), reaktionens snabbhet och reaktionsstart, vilket innebär att sprängämnet kan antändas i en kontrollerat mode. En annan önskvärd kvalitet för sprängämnen för praktisk användning är en begränsad mängd toxicitet.