51 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Из чего тротил делают – Тротил: история создания, особенности использования, физико-химические свойства

Из чего тротил делают – Тротил: история создания, особенности использования, физико-химические свойства

Сходить, спросить у психиатра!

Вот придут к тебе товарищи из ФБР и сам все сразу расскажешь про тротил, экстремал!

подожди немного, опергруппа с рецептом выехала по твоему адресу!

Не нужно было в школе на химии спать!
Блин, когда люди научатся работать с литературой.

Синонимы и иностранные названия:
ТНТ
альфа-тринитротолуол
симм-тринитротолуол
тол
тротил

бесцветн. ромбические кристаллы
Брутто-формула (система Хилла): C7H5N3O6
Молекулярная масса (в а.е.м.): 227,13
Температура плавления (в °C): 80,85
Температура разложения (в °C): 240
Растворимость (в г/100 г или характеристика):
ацетон: хорошо растворим
бензол: легко растворим
вода: 0,02 (15°C)
диэтиловый эфир: 3,33 (20,3°C)
сероуглерод: растворим
тетрахлорметан: хорошо растворим
толуол: хорошо растворим
хлороформ: хорошо растворим
этанол: 1,99 (32°C)
этанол: 18,6 (74°C)

Объем газообразных продуктов взрыва (л/кг) = 730
Скорость детонации (м/с) = 7000 (при плотности 1,6 г/см3)
Теплота взрыва (кДж/кг) = 4190

Плотность:
1,663 (20°C, г/см3)

Показатель диссоциации:
pKa (2) = 17,5 (25 C, вода)
pKa (1) = 14,5 (20 C, вода)

Бризантное взрывчатое вещество.
Дополнительная информация:

Работоспособность взрыва = 285 см3, бризантность 16 мм. Чувствительность к удару 4-8% (груз 10 кг, высота падения 25 см), чувствительность к трению 300 мПа (с кварцевым песком 190 мПа). Термостойкость 215 С. При атмосферном давлении горит спокойно, взрывает только при сжигании больших количеств.

Сперва застолби место на кладбище.

Главное – получить именно 2,4,6-изомер! И чтобы было именно три нитрогруппы – не больше, и не меньше! Иначе фокус не удастся 🙂
И еще важно: получать не больше 10 миллиграммов. Тогда никакие кладбища не будут страшны!

Самые мощные взрывчатые неядерные вещества: гексоген, ТЭН и «китайский разрушитель»

С тех пор, как изобрели порох, не прекращается мировая гонка за самую мощную взрывчатку. В основном взрывчатые вещества состоят из химических соединений или смесей горючих и кислородсодержащих веществ. Большинство последних представляют собой нитриты, нитраты, нитро- или нитрозосоединения, хлораты или перхлораты. При определенных воздействиях — будь то механическое напряжение (удар, трение), тепловое напряжение (искра, пламя, светящиеся предметы) или детонация — горючий компонент окисляется, и, тем самым, очень быстро выделяются тепло и горючие газы. Несмотря на появление ядерного оружия, взрывчатые вещества все еще используются как в мирных, так и в военных, и даже террористических целях. «Хайтек» разобрался, что из себя представляет взрывчатка сегодня и чем нам это грозит.

Ядерный век не отнял у химических взрывчатых веществ пальмы первенства по частоте использования, широте применения — от армии до добычи нефти, а также удобству хранения и транспортировке. Их можно перевозить в пластиковых пакетах, прятать в обычные компьютеры и даже закапывать просто в землю без какой-либо упаковки с гарантией того, что детонация все-таки произойдет. К сожалению, до сих пор большинство армий на Земле использует взрывчатые вещества против человека, а террористические организации — для нанесения ударов против государства. Тем не менее, источником и заказчиком химических разработок остаются министерства обороны.

Гексоген

Гексоген — это бризантное взрывчатое вещество на основе нитрамина. Его нормальное агрегатное состояние — мелкокристаллическое вещество белого цвета без вкуса и запаха. В воде не растворяется, негигроскопичен и неагрессивен. Гексоген не вступает в химическую реакцию с металлами и плохо прессуется. Для взрыва гексогена достаточно одного сильного удара или прострела пулей, в таком случае он начинает гореть белым ярким пламенем с характерным шипением. Горение переходит в детонацию. Второе название гексогена — RDX, Research Department eXplosive — взрывчатка отдела исследований.

Бризантные взрывчатые вещества — это такие вещества, у которых скорость взрывчатого разложения достаточно велика и достигает нескольких тысяч метров в секунду (до 9 тыс. м/с), вследствие чего они обладают дробяще-раскалывающей способностью. Преимущественным видом взрывчатых превращений их является детонация. Они широко применяются для снаряжения снарядов, мин, торпед и различных подрывных средств.

Гексоген получают путем нитролиза гексамина азотной кислотой. В ходе получения гексогена методом Бахмана гексамин реагирует с азотной кислотой, нитратом аммония, ледяной уксусной кислотой и уксусным ангидридом. Сырье состоит из гексамина и 98-99-процентной азотной кислоты. Однако эта сложная экзотермическая реакция не полностью контролируема, поэтому конечный результат не всегда предсказуем.

Производство гексогена достигло пика в 1960-х годах, когда оно было третьим по объему производства взрывчатых веществ в США. Средний объем производства гексогена с 1969 по 1971 год составлял около 7 т в месяц.

Текущее производство гексогена в США ограничено военным использованием на Военном заводе по производству боеприпасов Holston в Кингспорте, штат Теннесси. В 2006 году на заводе армейских боеприпасов в Холстоне было произведено свыше 3 т гексогена.

RDX имеет как военное, так и гражданское применение. В качестве военного взрывчатого вещества гексоген может использоваться отдельно в качестве основного заряда для детонаторов или в смеси с другим взрывчатым веществом, таким как тротил, с образованием циклотолов, которые создают взрывной заряд для воздушных бомб, мин и торпед. Гексоген в полтора раза мощнее тротила, и его легко активировать с помощью фульмината ртути. Обычное военное применение гексогена — в качестве ингредиента взрывчатых веществ на пластидовой связке, которые использовались для наполнения почти всех типов боеприпасов.

В прошлом побочные продукты военных взрывчатых веществ, таких как гексоген, открыто сжигались на многих армейских заводах по производству боеприпасов. Существуют письменные подтверждения того, что до 80% отходов боеприпасов и ракетного топлива за последние 50 лет были утилизированы именно так. Основным недостатком этого способа считается то, что взрывчатые загрязнители часто попадают в воздух, воду и почву. Боеприпасы с RDX также ранее утилизировались путем сброса в глубинные морские воды.

Октоген

Октоген — тоже бризантное взрывчатое вещество, но оно уже относится к группе взрывчатых веществ повышенной мощности. По американской номенклатуре обозначается как HMX. Существует много догадок относительно того, что означает аббревиатура: High Melting eXplosive — взрывчатка высокого плавления, или High-Speed ​​Military eXplosive — высокоскоростное военное взрывчатое вещество. Но подтверждающих эти догадки записей нет. Это могло быть просто кодовое слово.

Первоначально, в 1941 году, октоген был просто побочным продуктом при производстве гексогена методом Бахмана. Содержание октогена в таком гексогене достигает 10%. Незначительные количества октогена присутствуют так­же и в гексогене, полученном окислительным способом.

В 1961 году канадский химик Жан-Поль Пикард запатентовал метод получения октогена непосредственно из гексаметилентетрамина. Новый метод позволял получать взрывчатое вещество с концентрацией 85% с чистотой более 90%. Недостаток метода Пикарда состоит в том, что это многоступенчатый процесс — он занимает достаточно продолжительное время.

В 1964 году индийские химики разработали одностадийный процесс, тем самым значительно снизив стоимость октогена.

Октоген, в свою очередь, более стабилен, чем гексоген. Он воспламеняется при более высокой температуре — 335 °C вместо 260 °С — и обладает химической стабильностью тротила или пикриновой кислоты, к тому же, у него более высокая скорость детонации.

HMX используется там, где его высокая мощность превышает расходы на его приобретение — около $100 за килограмм. Например, в ракетных боеголовках меньший заряд более мощного взрывчатого вещества позволяет ракете двигаться быстрее или иметь большую дальность полета. Он также используется в кумулятивных зарядах для пробивания брони и преодоления заграждений из оборонительных сооружений, где менее мощное взрывчатое вещество может не справиться. Октоген в качестве бризантных зарядов наиболее широко применяется при проведении взрывных работ в особо глубоких нефтяных скважинах, где имеются высокие температуры и давление.

В России октоген применяют для проведения прострелочно-взрывных работ в глубинных скважинах. Его используют при изготовлении термостойкого пороха и в термостойких электродетонаторах ТЭД-200. Октоген используют также для снаряжения детонирующего шнура ДШТ-200.

Транспортируют октоген в водонепроницаемых мешках (резиновых, прорезиненных или пластиковых) в форме пастообразной смеси или в брикетах, содержащих не менее 10% жидкости, состоящей из 40% (весовых) изопропилового спирта и 60% воды.

Смесь октогена с тротилом (30 на 70% или 25 на 75%) называется октол. Другая смесь, называемая окфол, представляющая собой однородный рассыпчатый порошок от розового до малинового цвета, на 95% состоит из октогена, десенсибилизированного на 5% пластификатором, это влияет на то, что скорость детонации падает до 8 670 м/с.

Твердые десенсибилизированные взрывчатые вещества смочены водой или спиртами либо разбавлены другими веществами для подавления их взрывчатых свойств.

Жидкие десенсибилизированные взрывчатые вещества растворены или суспендированы в воде или других жидких веществах для образования однородной жидкой смеси с целью подавления их взрывчатых свойств.

Гидразин и астролит

Гидразин и его производные чрезвычайно токсичны по отношению к различным видам животных и растительных организмов. Получить гидразин можно в результате реакции раствора аммиака с гипохлоритом натрия. Раствор гипохлорита натрия больше известен как белизна. Разбавленные растворы сульфата гидразина губительно действуют на семена, морские водоросли, одноклеточные и простейшие организмы. У млекопитающих гидразин вызывает судороги. В животный организм гидразин и его производные могут проникать любыми путями: при вдыхании паров продукта, через кожу и пищеварительный тракт. Для человека степень токсичности гидразина не определена. Особо опасно то, что характерный запах ряда гидразинопроизводных ощущается лишь в первые минуты контакта с ними. В дальнейшем вследствие адаптации органов обоняния это ощущение исчезает и человек, не замечая того, может длительное время находиться в зараженной атмосфере, содержащей токсические концентрации названного вещества.

Изобретенный в 1960-х годах химиком Джеральдом Херстом в компании «Атлас Паудер» астролит представляет собой семейство бинарных взрывчатых веществ в жидком состоянии, которые образуются при смешивании нитрата аммония и безводного гидразина (ракетного топлива). Прозрачная жидкая взрывчатка под названием Астролит G ​​имеет очень высокую скорость детонации — 8 600 м/с, почти вдвое больше, чем у тротила. Кроме того, он остается взрывоопасным при практически любых погодных условиях, так как хорошо абсорбируется в земле. Полевые испытания показали, что Астролит G детонировал даже после того, как четверо суток находился в почве под проливным дождем.

Тетранитропентаэритрит

Тетранитрат пентаэритрита (PETN, ТЭН) — это нитратный эфир пентаэритрита, используемый в качестве энергетического и наполняющего материала для военных и гражданских целей. Вещество производится в виде белого порошка и часто является компонентом пластичных взрывчатых веществ. Он широко используется повстанческими отрядами и, вероятно, был выбран ими, потому что его очень легко активировать.

ТЭН сохраняет свои свойства при хранении дольше, чем нитроглицерин и нитроцеллюлоза. В то же время он легко взрывается при механическом ударе определенной силы. Был впервые синтезирован в качестве коммерческого взрывного устройства после Первой мировой войны. Он был оценен как у военных, так и у гражданских специалистов, прежде всего, за его разрушительную силу и эффективность. Его закладывают в детонаторы, взрывные колпачки и взрыватели для распространения серии детонаций от одного заряда взрывчатого вещества к другому. Смесь примерно равных долей ТЭНа и тринитротолуола (ТНТ) создает мощную военную взрывчатку, называемую пентолитом, которая используется в гранатах, артиллерийских снарядах и боеголовках с кумулятивным зарядом. Первые заряды пентолита были выпущены из старого противотанкового оружия типа базуки во время Второй мировой войны.

Взрыв пентолита в Боготе

17 января 2019 года в столице Колумбии, Боготе, внедорожник, начиненный 80 кг пентолита, врезался в один из корпусов кадетской школы полиции «Генерал Сантандер» и взорвался. От взрыва погиб 21 человек, пострадавших, по официальным данным, было 87. Произошедшее было квалифицировано как террористический акт, так как машиной управлял бывший подрывник повстанческой армии Колумбии, 56-летний Хосе Альдемар Рохас. Власти Колумбии возложили ответственность за взрыв в Боготе на леворадикальную организацию, с которой они безуспешно ведут переговоры последние десять лет.

Читать еще:  Проект 23550 - универсальные патрульные корабли ледового класса, водоизмещение, ТТХ и вооружение, постройка головного судна Алмаз

ТЭН часто используют в террористических актах из-за его взрывной силы, возможности помещать в необычные упаковки и сложности обнаружения с помощью рентгеновского и другого обычного оборудования. Электрически активированный детонатор ударного типа можно обнаружить при обычном досмотре в аэропорту, если его перевозить на телах смертников, но он может быть эффективно скрыт в электронном приборе в виде пакетной бомбы, как это произошло при попытке взрыва грузового самолета в 2010 году. Тогда компьютерные принтеры с картриджами, наполненными ТЭН, были перехвачены органами безопасности только потому, что спецслужбы благодаря информаторам уже знали о бомбах.

Пластичные взрывчатые вещества — смеси, которые легко деформируются даже от незначительных усилий и сохраняют приданную им форму неограниченное время в условиях эксплуатационных температур.

Они активно применяются в подрывном деле для изготовления зарядов любой заданной формы непосредственно на месте проведения взрывных работ. Пластификаторами выступают каучуки, минеральные и растительные масла, смолы. Взрывчатыми компонентами служат гексоген, октоген, тетранитрат пентаэритрита. Пластификация взрывчатого вещества может быть произведена путем введения в его состав смесей нитратов целлюлозы и веществ, пластифицирующих нитраты целлюлозы.

Трициклическая мочевина

В 80-х годах прошлого века было синтезировано вещество трициклическая мочевина. Считается, что первыми, кто получил эту взрывчатку, были китайцы. Тесты показали огромную разрушительную силу мочевины — один ее килограмм заменял 22 кг тротила.

Эксперты соглашаются с такими выводами, поскольку «китайский разрушитель» имеет самую большую плотность из всех известных взрывчатых веществ и при этом обладает максимальным кислородным коэффициентом. То есть во время взрыва сжигается абсолютно весь материал. Кстати, у тротила он равен 0,74.

В реальности трициклическая мочевина не годится для военных действий, прежде всего, из-за плохой гидролитической стойкости. Уже на следующий день при стандартном хранении она превращается в слизь. Впрочем, китайцам удалось получить другую «мочевину» — динитромочевину, которая хоть и хуже по фугасности, чем «разрушитель», но тоже относится к одному из самых мощных взрывчатых веществ. Сегодня ее выпускают американцы на своих трех пилотных установках.

Идеальное взрывчатое вещество — это баланс между максимальной взрывчатой силой и максимальной стабильностью при хранении и транспортировке. Да еще и максимальная плотность химической энергии, невысокая стоимость в производстве и, желательно, экологическая безопасность. Добиться всего этого нелегко, поэтому для разработок в этой области обычно берут уже зарекомендовавшие себя формулы и пытаются улучшить одну из нужных характеристик без ущерба для остальных. Полностью новые соединения появляются крайне редко.

Историческое происхождение стоимости

Альтернативные значения эквивалентности TNT могут быть рассчитаны в зависимости от того, какое свойство сравнивается, и когда в двух процессах детонации значения измеряются.

Если, например, сравнение проводится по выработке энергии, энергия взрывчатого вещества обычно выражается для химических целей как термодинамическая работа, производимая его детонацией. Для TNT это было точно измерено как 4686 Дж / г по большой выборке экспериментов с воздушным ударом, и теоретически рассчитано как 4853 Дж / г.

Но даже на этой основе сравнение фактических выходов энергии большого ядерного устройства и взрыва тротила может быть немного неточным. Небольшие взрывы TNT, особенно на открытом воздухе, обычно не сжигают углеродные частицы и углеводородные продукты взрыва. Эффекты расширения газа и изменения давления стремятся быстро «заморозить» горение. Большой открытый взрыв тротила может поддерживать температуру огненного шара на достаточно высоком уровне, так что некоторые из этих продуктов сгорают вместе с атмосферным кислородом.

Такие различия могут быть существенными. В целях безопасности широкий диапазон: 2673–6702 Дж на грамм тротила после взрыва.

Итак, можно констатировать, что ядерная бомба имеет мощность 15 кт ( 6,3 × 10 13 Дж ); но настоящий взрыв Куча тротила 15 000 тонн может дать (например) 8 × 10 13 Дж из-за дополнительного окисления углерода / углеводородов, отсутствующего при небольших зарядах на открытом воздухе.

Эти сложности обходятся условностью. Энергия, выделяемая одним граммом тротила, условно была определена как 4184 Дж, что составляет ровно одну килокалорию .

Килотонну тротила можно визуализировать как куб из тротила со стороной 8,46 метра (27,8 фута).

Граммы TNTСимволТонны тротилаСимволЭнергия [Джоули]Энергия [Втч]Соответствующая потеря массы
грамм тротилагмикротонна тротилаμt4,184 × 10 3 Дж или 4,184 килоджоулей1,162 Вт · ч46,55 пг
килограмм в тротиловом эквивалентекгмиллилитр тротиламт4,184 × 10 6 Дж или 4,184 мегаджоулей1,162 кВтч46,55 нг
мегаграмма тротилаMgтонна тротилат4,184 × 10 9 Дж или 4,184 гигаджоулей1,162 МВтч46,55 мкг
гигаграмма ТНТGgкилотонна тротилаkt4,184 × 10 12 Дж или 4,184 тераджоуля1,162 ГВтч46,55 мг
тераграмма TNTTgмегатонна тротилаMt4,184 × 10 15 Дж или 4,184 петаджоуля1,162 ТВтч46,55 г
петаграмма TNTСтр.гигатонна тротилаGt4,184 × 10 18 Дж или 4,184 эксаджоулей1,162 ПВтч46,55 кг

AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

Я с Вами не соглашусь.

Если за работу по сносу старого сарая, к примеру, тратят 100,000 рублей, то почему нужно покупать взрывчатку за миллион рублей? Да, взорвётся, да, быстро. Но зачем? За сутки этот сарай по кирпичику разберут и, что главное, тихо, без пыли.

А с военными так вообще полный абзац.
Если Вы с военными работали, то знаете как тяжело оправдать расходы на что-то новое да и вообще внедрить какую-либо инновацию. Ваша ракета стоимостью полтора миллиона долларов разнесёт этот бункер? Простите, но этот же бункер разнесет и ТОС «Буратино», залп которой (не один выстрел) стоит $250,000. А ещё для Вашей ракеты нужно технологически сложное производство и штат высококвалифицированных сотрудников. Выстрелы для «Буратино» делаются чуть-ли не на коленке и в случае полномасштабной ядерной войны производство можно развернуть в подводной пещере Чёрного моря и работать там будут лица «непризывного» возраста.

Хотя, быть может, мы говорим о военных разных государств? Как там «у них» я не знаю, но вроде бюджет немного подрезали даже американцам. У них единственный катализатор для повышению военного бюджета — участие в какой-нибудь локальной войнушке.

P.S. Все цены взяты, как говорится, «от балды»

Фтор хранят в газообразном состоянии (под давлением) и в жидком виде (при охлаждении жидким азотом) в аппаратах из никеля и сплавов на его основе (монель-металл), из меди, алюминия и его сплавов, латуни, нержавеющей стали (это возможно потому, что эти металлы и сплавы покрываются непреодолимой для фтора пленкой фторидов).

Взрыв просто баллона с газом не даёт мелких осколков, так что никаких преимуществ перед тротилом.
Но взрыв фтора с водородом, конечно, сталь раздробит.

Плотность водорода при нормальных условиях — 0,09 г/л, фтора — 1,7 г/л. Смеси 50/50 — 0,076 г/л.
Плотность смеси 50/50 при давлении 200 атмосфер — 15,3 г/л.
Соответственно, на 200 г смеси фтора и водорода потребуется баллон объёмом 13 литров. Ближайший из стандартных — 10 литров. Он, стальной, весит 13 кг…

> водород очень текучий

И вот тут встает во весь рост еще и проблема хранения таких боеприпасов — баллон с водородом нужно будет периодически (вероятно раз или два в год) проверять и пополнять.

Никакая химическая взрывчатка не способна разнести домик при массе в 1 г. Это принципиально невозможно.

Кстати, что характерно, ядерное оружие экономически выгодно, т.к. термоядерная боеголовка в 1 Мт гораздо дешевле миллиона тонн тротила.

В 19 веке принципиально невозможно было 100 килограммами вещества стереть с лица земли целый город. Позже «Малыш» на Enola Gay доказал обратное.

100 кг горючего ещё задолго до 19-го века было достаточно чтобы сжечь до тла город.
А Малыш весил 4000 кг.

Если на данный момент еще не существует таких веществ, то это не значит что процесс в принципе не возможен.

Как раз значит. С момента открытия Менделеевым его периодического закона стали ясны химические свойства не только всех существующих элементов, но и тех, что только могут быть получены в будущем. Откуда мы точно знаем, что никаких «волшебных» химических веществ в будущем найдено не будет.

Три литра этого гремучего газа вполне могут разнести домик, если взорвутся внутри. А ведь там врядли будет даже один грамм.

Нет, не могут.
Прочность стен на порядки больше прочности окон.

— Не было. И не сжечь, а стереть с лица земли — это разные вещи. Даже тротилл в 19 веке изобрели.

Ещё как было. Города спокойно сжигали устраивая обычные пожары.
Никакого стирания не было и в Хиросиме. Её разрушили в первую очередь пожары, вызванные взрывом.
100 кг тротила как раз не могут уничтожить город. А вот 100 кг масла, если потратить их на поджоги — ещё как.

— Малыш весил 64 килограмма. Я надеюсь вы понимаете, чем отличается масса взрывчатого вещества, от массы посудины, где оно находится?

«Малыш» — это бомба. И она весила 4000 кг.
64 кг — это масса оружейного урана в нём. Но сам по себе этот уран сможет разрушить от силы один дом ( с чем справляются и 64 кг тротила). Чтобы он мог уничтожить город, нужно ещё 3936 кг дополнительного оборудования.

— А дело не в волшебных веществах, а в комбинации существующих.

Самая сильная комбинация — это водород и фтор. Ничего сильнее (на единицу массы) не может быть в принципе.
Комбинации известных веществ перебирают чтобы получить безопасность, надёжность, технологичность и т.д. Но педел по мощности заведомо известен. Впрочем, применяемые на практике взрывчатые вещества проигрывают смеси водорода и фтора в несколько раз, так что им очень даже есть куда развиваться. Но, ещё раз, предел нам уже известен.

Вы что ли понятия не имеете как происходят взрывы?

> Самая сильная комбинация — это водород и фтор.

А если уйти от химии? Например, некий гипотетический аккумулятор на сверхпроводниках, который может запасти все эти тысячи гигаджоулей.

Магнитное поле создаёт давление. Чем больше мы пытаемся вогнать в него энергии при неизменном объёме — тем больше давление. Прямо как в случае газа. А прочность материалов ограничена всё той же химией…

Есть гипотетический вариант термоядерной бомбы на чистом гелии-3 (без дейтерия). Если удастся создать условия для его взрывного термоядерного горения без использования взрыва плутония, то это будет экологически абсолютно чистый вариант, при этом содержание энергии в чистом гелии-3 составляет более 205 ГДж/г, что почти в 50 000 000 раз больше, чем в тротиле. 0,1 г гелия-3 при быстром сгорании с эффективностью 20% дал бы нам взрыв как раз 1 т тротилового эквивалента.
Но вот незадача: все попытки сделать бомбу на смеси дейтерия и трития без использования плутония (такая бомба создавала бы радиоактивное загрязнение, но оно было бы на несколько порядков меньше, чем от существующих) окончились провалом. А ведь эта задача на два-три порядка проще… Опять упираемся в химию: не хватает энергии обычной взрывчатки, чтобы сжать и разогреть смесь до нужных температур и давлений. Необходимое сжатие удалось получить без плутония только с помощью лазерных установок размером с завод. И уменьшение их размеров до чего-то мобильного опять-таки невозможно из-за химии: она определяет оптическую прочность материалов. Ни один материал не сможет выдержать ту плотность лазерного излучения, которая потребуется чтобы сделать установку компактной.

Читать еще:  КА 32 вертолет, описание соосной схемы, средства швартовки на палубе и характеристики фузеляжа, планер, винт и грузоподъемность

Самые мощные взрывчатые неядерные вещества: гексоген, ТЭН и «китайский разрушитель»

С тех пор, как изобрели порох, не прекращается мировая гонка за самую мощную взрывчатку. В основном взрывчатые вещества состоят из химических соединений или смесей горючих и кислородсодержащих веществ. Большинство последних представляют собой нитриты, нитраты, нитро- или нитрозосоединения, хлораты или перхлораты. При определенных воздействиях — будь то механическое напряжение (удар, трение), тепловое напряжение (искра, пламя, светящиеся предметы) или детонация — горючий компонент окисляется, и, тем самым, очень быстро выделяются тепло и горючие газы. Несмотря на появление ядерного оружия, взрывчатые вещества все еще используются как в мирных, так и в военных, и даже террористических целях. «Хайтек» разобрался, что из себя представляет взрывчатка сегодня и чем нам это грозит.

Ядерный век не отнял у химических взрывчатых веществ пальмы первенства по частоте использования, широте применения — от армии до добычи нефти, а также удобству хранения и транспортировке. Их можно перевозить в пластиковых пакетах, прятать в обычные компьютеры и даже закапывать просто в землю без какой-либо упаковки с гарантией того, что детонация все-таки произойдет. К сожалению, до сих пор большинство армий на Земле использует взрывчатые вещества против человека, а террористические организации — для нанесения ударов против государства. Тем не менее, источником и заказчиком химических разработок остаются министерства обороны.

Гексоген

Гексоген — это бризантное взрывчатое вещество на основе нитрамина. Его нормальное агрегатное состояние — мелкокристаллическое вещество белого цвета без вкуса и запаха. В воде не растворяется, негигроскопичен и неагрессивен. Гексоген не вступает в химическую реакцию с металлами и плохо прессуется. Для взрыва гексогена достаточно одного сильного удара или прострела пулей, в таком случае он начинает гореть белым ярким пламенем с характерным шипением. Горение переходит в детонацию. Второе название гексогена — RDX, Research Department eXplosive — взрывчатка отдела исследований.

Бризантные взрывчатые вещества — это такие вещества, у которых скорость взрывчатого разложения достаточно велика и достигает нескольких тысяч метров в секунду (до 9 тыс. м/с), вследствие чего они обладают дробяще-раскалывающей способностью. Преимущественным видом взрывчатых превращений их является детонация. Они широко применяются для снаряжения снарядов, мин, торпед и различных подрывных средств.

Гексоген получают путем нитролиза гексамина азотной кислотой. В ходе получения гексогена методом Бахмана гексамин реагирует с азотной кислотой, нитратом аммония, ледяной уксусной кислотой и уксусным ангидридом. Сырье состоит из гексамина и 98-99-процентной азотной кислоты. Однако эта сложная экзотермическая реакция не полностью контролируема, поэтому конечный результат не всегда предсказуем.

Производство гексогена достигло пика в 1960-х годах, когда оно было третьим по объему производства взрывчатых веществ в США. Средний объем производства гексогена с 1969 по 1971 год составлял около 7 т в месяц.

Текущее производство гексогена в США ограничено военным использованием на Военном заводе по производству боеприпасов Holston в Кингспорте, штат Теннесси. В 2006 году на заводе армейских боеприпасов в Холстоне было произведено свыше 3 т гексогена.

RDX имеет как военное, так и гражданское применение. В качестве военного взрывчатого вещества гексоген может использоваться отдельно в качестве основного заряда для детонаторов или в смеси с другим взрывчатым веществом, таким как тротил, с образованием циклотолов, которые создают взрывной заряд для воздушных бомб, мин и торпед. Гексоген в полтора раза мощнее тротила, и его легко активировать с помощью фульмината ртути. Обычное военное применение гексогена — в качестве ингредиента взрывчатых веществ на пластидовой связке, которые использовались для наполнения почти всех типов боеприпасов.

В прошлом побочные продукты военных взрывчатых веществ, таких как гексоген, открыто сжигались на многих армейских заводах по производству боеприпасов. Существуют письменные подтверждения того, что до 80% отходов боеприпасов и ракетного топлива за последние 50 лет были утилизированы именно так. Основным недостатком этого способа считается то, что взрывчатые загрязнители часто попадают в воздух, воду и почву. Боеприпасы с RDX также ранее утилизировались путем сброса в глубинные морские воды.

Октоген

Октоген — тоже бризантное взрывчатое вещество, но оно уже относится к группе взрывчатых веществ повышенной мощности. По американской номенклатуре обозначается как HMX. Существует много догадок относительно того, что означает аббревиатура: High Melting eXplosive — взрывчатка высокого плавления, или High-Speed ​​Military eXplosive — высокоскоростное военное взрывчатое вещество. Но подтверждающих эти догадки записей нет. Это могло быть просто кодовое слово.

Первоначально, в 1941 году, октоген был просто побочным продуктом при производстве гексогена методом Бахмана. Содержание октогена в таком гексогене достигает 10%. Незначительные количества октогена присутствуют так­же и в гексогене, полученном окислительным способом.

В 1961 году канадский химик Жан-Поль Пикард запатентовал метод получения октогена непосредственно из гексаметилентетрамина. Новый метод позволял получать взрывчатое вещество с концентрацией 85% с чистотой более 90%. Недостаток метода Пикарда состоит в том, что это многоступенчатый процесс — он занимает достаточно продолжительное время.

В 1964 году индийские химики разработали одностадийный процесс, тем самым значительно снизив стоимость октогена.

Октоген, в свою очередь, более стабилен, чем гексоген. Он воспламеняется при более высокой температуре — 335 °C вместо 260 °С — и обладает химической стабильностью тротила или пикриновой кислоты, к тому же, у него более высокая скорость детонации.

HMX используется там, где его высокая мощность превышает расходы на его приобретение — около $100 за килограмм. Например, в ракетных боеголовках меньший заряд более мощного взрывчатого вещества позволяет ракете двигаться быстрее или иметь большую дальность полета. Он также используется в кумулятивных зарядах для пробивания брони и преодоления заграждений из оборонительных сооружений, где менее мощное взрывчатое вещество может не справиться. Октоген в качестве бризантных зарядов наиболее широко применяется при проведении взрывных работ в особо глубоких нефтяных скважинах, где имеются высокие температуры и давление.

В России октоген применяют для проведения прострелочно-взрывных работ в глубинных скважинах. Его используют при изготовлении термостойкого пороха и в термостойких электродетонаторах ТЭД-200. Октоген используют также для снаряжения детонирующего шнура ДШТ-200.

Транспортируют октоген в водонепроницаемых мешках (резиновых, прорезиненных или пластиковых) в форме пастообразной смеси или в брикетах, содержащих не менее 10% жидкости, состоящей из 40% (весовых) изопропилового спирта и 60% воды.

Смесь октогена с тротилом (30 на 70% или 25 на 75%) называется октол. Другая смесь, называемая окфол, представляющая собой однородный рассыпчатый порошок от розового до малинового цвета, на 95% состоит из октогена, десенсибилизированного на 5% пластификатором, это влияет на то, что скорость детонации падает до 8 670 м/с.

Твердые десенсибилизированные взрывчатые вещества смочены водой или спиртами либо разбавлены другими веществами для подавления их взрывчатых свойств.

Жидкие десенсибилизированные взрывчатые вещества растворены или суспендированы в воде или других жидких веществах для образования однородной жидкой смеси с целью подавления их взрывчатых свойств.

Гидразин и астролит

Гидразин и его производные чрезвычайно токсичны по отношению к различным видам животных и растительных организмов. Получить гидразин можно в результате реакции раствора аммиака с гипохлоритом натрия. Раствор гипохлорита натрия больше известен как белизна. Разбавленные растворы сульфата гидразина губительно действуют на семена, морские водоросли, одноклеточные и простейшие организмы. У млекопитающих гидразин вызывает судороги. В животный организм гидразин и его производные могут проникать любыми путями: при вдыхании паров продукта, через кожу и пищеварительный тракт. Для человека степень токсичности гидразина не определена. Особо опасно то, что характерный запах ряда гидразинопроизводных ощущается лишь в первые минуты контакта с ними. В дальнейшем вследствие адаптации органов обоняния это ощущение исчезает и человек, не замечая того, может длительное время находиться в зараженной атмосфере, содержащей токсические концентрации названного вещества.

Изобретенный в 1960-х годах химиком Джеральдом Херстом в компании «Атлас Паудер» астролит представляет собой семейство бинарных взрывчатых веществ в жидком состоянии, которые образуются при смешивании нитрата аммония и безводного гидразина (ракетного топлива). Прозрачная жидкая взрывчатка под названием Астролит G ​​имеет очень высокую скорость детонации — 8 600 м/с, почти вдвое больше, чем у тротила. Кроме того, он остается взрывоопасным при практически любых погодных условиях, так как хорошо абсорбируется в земле. Полевые испытания показали, что Астролит G детонировал даже после того, как четверо суток находился в почве под проливным дождем.

Тетранитропентаэритрит

Тетранитрат пентаэритрита (PETN, ТЭН) — это нитратный эфир пентаэритрита, используемый в качестве энергетического и наполняющего материала для военных и гражданских целей. Вещество производится в виде белого порошка и часто является компонентом пластичных взрывчатых веществ. Он широко используется повстанческими отрядами и, вероятно, был выбран ими, потому что его очень легко активировать.

ТЭН сохраняет свои свойства при хранении дольше, чем нитроглицерин и нитроцеллюлоза. В то же время он легко взрывается при механическом ударе определенной силы. Был впервые синтезирован в качестве коммерческого взрывного устройства после Первой мировой войны. Он был оценен как у военных, так и у гражданских специалистов, прежде всего, за его разрушительную силу и эффективность. Его закладывают в детонаторы, взрывные колпачки и взрыватели для распространения серии детонаций от одного заряда взрывчатого вещества к другому. Смесь примерно равных долей ТЭНа и тринитротолуола (ТНТ) создает мощную военную взрывчатку, называемую пентолитом, которая используется в гранатах, артиллерийских снарядах и боеголовках с кумулятивным зарядом. Первые заряды пентолита были выпущены из старого противотанкового оружия типа базуки во время Второй мировой войны.

Взрыв пентолита в Боготе

17 января 2019 года в столице Колумбии, Боготе, внедорожник, начиненный 80 кг пентолита, врезался в один из корпусов кадетской школы полиции «Генерал Сантандер» и взорвался. От взрыва погиб 21 человек, пострадавших, по официальным данным, было 87. Произошедшее было квалифицировано как террористический акт, так как машиной управлял бывший подрывник повстанческой армии Колумбии, 56-летний Хосе Альдемар Рохас. Власти Колумбии возложили ответственность за взрыв в Боготе на леворадикальную организацию, с которой они безуспешно ведут переговоры последние десять лет.

ТЭН часто используют в террористических актах из-за его взрывной силы, возможности помещать в необычные упаковки и сложности обнаружения с помощью рентгеновского и другого обычного оборудования. Электрически активированный детонатор ударного типа можно обнаружить при обычном досмотре в аэропорту, если его перевозить на телах смертников, но он может быть эффективно скрыт в электронном приборе в виде пакетной бомбы, как это произошло при попытке взрыва грузового самолета в 2010 году. Тогда компьютерные принтеры с картриджами, наполненными ТЭН, были перехвачены органами безопасности только потому, что спецслужбы благодаря информаторам уже знали о бомбах.

Пластичные взрывчатые вещества — смеси, которые легко деформируются даже от незначительных усилий и сохраняют приданную им форму неограниченное время в условиях эксплуатационных температур.

Они активно применяются в подрывном деле для изготовления зарядов любой заданной формы непосредственно на месте проведения взрывных работ. Пластификаторами выступают каучуки, минеральные и растительные масла, смолы. Взрывчатыми компонентами служат гексоген, октоген, тетранитрат пентаэритрита. Пластификация взрывчатого вещества может быть произведена путем введения в его состав смесей нитратов целлюлозы и веществ, пластифицирующих нитраты целлюлозы.

Читать еще:  Как установить газовую пружину

Трициклическая мочевина

В 80-х годах прошлого века было синтезировано вещество трициклическая мочевина. Считается, что первыми, кто получил эту взрывчатку, были китайцы. Тесты показали огромную разрушительную силу мочевины — один ее килограмм заменял 22 кг тротила.

Эксперты соглашаются с такими выводами, поскольку «китайский разрушитель» имеет самую большую плотность из всех известных взрывчатых веществ и при этом обладает максимальным кислородным коэффициентом. То есть во время взрыва сжигается абсолютно весь материал. Кстати, у тротила он равен 0,74.

В реальности трициклическая мочевина не годится для военных действий, прежде всего, из-за плохой гидролитической стойкости. Уже на следующий день при стандартном хранении она превращается в слизь. Впрочем, китайцам удалось получить другую «мочевину» — динитромочевину, которая хоть и хуже по фугасности, чем «разрушитель», но тоже относится к одному из самых мощных взрывчатых веществ. Сегодня ее выпускают американцы на своих трех пилотных установках.

Идеальное взрывчатое вещество — это баланс между максимальной взрывчатой силой и максимальной стабильностью при хранении и транспортировке. Да еще и максимальная плотность химической энергии, невысокая стоимость в производстве и, желательно, экологическая безопасность. Добиться всего этого нелегко, поэтому для разработок в этой области обычно берут уже зарекомендовавшие себя формулы и пытаются улучшить одну из нужных характеристик без ущерба для остальных. Полностью новые соединения появляются крайне редко.

Средние параметры армейского тротила

  • Скорость детонации 6700-7000 м/сек;
  • Бризантность по Гессу — 16 мм;
  • Объем газообразных продуктов — 730 дм/кг;
  • Температура вспышки — 290 С;
  • Плотность — 1633 г/л;
  • Температура плавления — 80 С;
  • Не более 4-8% взрывов при падении 10 кг с высоты 25 см;
  • Гарантийный срок хранения — 25 лет. После него чувствительность к детонации от удара возрастает.

Взрывчатое вещество тротил распадается на углекислый газ, оксид азота. Кислородный баланс тротила — нулевой. Тонна тротила выделит меньше теплоты, чем тонна сухих дров, но скорость их горения различается в десятки тысяч раз.

300 килограмм тротила обеспечат зону поражения взрывной волной радиусом более 50 м. Мощность падает согласно квадрату расстояния, поэтому вес заряда на большую зону поражения рассчитывается соответственно.

« Килотонна (тротилового эквивалента)» – единица энергии, равная 4,184 тераджоуля ( 4,184 × 10 12 Дж ).

« Мегатонна (тротила)» – единица энергии, равная 4,184 петаджоулей ( 4,184 × 10 15 Дж ).

Килотонна и мегатонна тротила традиционно использовались для описания выходной энергии и, следовательно, разрушительной силы ядерного оружия . Эквивалент в тротиловом эквиваленте фигурирует в различных договорах о контроле над ядерным оружием и используется для характеристики энергии, высвобождаемой в таких других очень разрушительных событиях, как удар астероида .

тротил – это. Что такое тротил?

тротил — тол, тринитротолуол, нитросоединение, гранулотол, пеллетол, взрывчатка, шимоза Словарь русских синонимов. тротил сущ., кол во синонимов: 8 • взрывчатка (232) • … Словарь синонимов

ТРОТИЛ — (тринитротолуол тол), ароматическое нитросоединение; кристаллы светло желтого цвета. Индивидуальное взрывчатое вещество, малочувствительное к удару и трению; теплота взрыва 4,2 МДж/кг. Применяется для снаряжения боеприпасов и для взрывных работ в … Большой Энциклопедический словарь

Тротил — тринитротолуол, тол, толей, тритол, тритон, THT (a. trinitrotoluene, TNT; н. Trotyl; ф. trotyl, trinitrotoluene; и. trinitrotolueno), самое распространённое BB. Bпервые получен в Германии в 1863 Й. Bильбрандтом. T. представляет собой… … Геологическая энциклопедия

ТРОТИЛ — ТРОТИЛ, тротила, мн. нет, муж. (хим.). Кристаллическое вещество желтого цвета, обладающее сильной взрывчатой силой. (По собственному имени.) Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ТРОТИЛ — ТРОТИЛ, а, муж. Органическое кристаллическое соединение взрывчатое вещество. | прил. тротиловый, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

ТРОТИЛ — см. Тринитротолуол. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь

Тротил — (тринитротолуол, тол) бризантное ВВ, кристаллическое вещество желтого цвета. Температура плавления около 80(С, вспышки 290(С; теплота взрыва 4,19 МДж/кг; скорость детонации до 7000 м/с при плотности 1,6 г/см3. Длительно применяется как в чистом… … Словарь черезвычайных ситуаций

Тротил — то же, что тринитротолуол … Российская энциклопедия по охране труда

ТРОТИЛ — то же, что (см.) … Большая политехническая энциклопедия

тротил — ТНТ тол тротил тринитротолуол тол Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. С. Пб.: Политехника, 1997. 527 с. тротил тринитротолуол, тол … Словарь сокращений и аббревиатур

AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

Я с Вами не соглашусь.

Если за работу по сносу старого сарая, к примеру, тратят 100,000 рублей, то почему нужно покупать взрывчатку за миллион рублей? Да, взорвётся, да, быстро. Но зачем? За сутки этот сарай по кирпичику разберут и, что главное, тихо, без пыли.

А с военными так вообще полный абзац.
Если Вы с военными работали, то знаете как тяжело оправдать расходы на что-то новое да и вообще внедрить какую-либо инновацию. Ваша ракета стоимостью полтора миллиона долларов разнесёт этот бункер? Простите, но этот же бункер разнесет и ТОС «Буратино», залп которой (не один выстрел) стоит $250,000. А ещё для Вашей ракеты нужно технологически сложное производство и штат высококвалифицированных сотрудников. Выстрелы для «Буратино» делаются чуть-ли не на коленке и в случае полномасштабной ядерной войны производство можно развернуть в подводной пещере Чёрного моря и работать там будут лица «непризывного» возраста.

Хотя, быть может, мы говорим о военных разных государств? Как там «у них» я не знаю, но вроде бюджет немного подрезали даже американцам. У них единственный катализатор для повышению военного бюджета — участие в какой-нибудь локальной войнушке.

P.S. Все цены взяты, как говорится, «от балды»

Фтор хранят в газообразном состоянии (под давлением) и в жидком виде (при охлаждении жидким азотом) в аппаратах из никеля и сплавов на его основе (монель-металл), из меди, алюминия и его сплавов, латуни, нержавеющей стали (это возможно потому, что эти металлы и сплавы покрываются непреодолимой для фтора пленкой фторидов).

Взрыв просто баллона с газом не даёт мелких осколков, так что никаких преимуществ перед тротилом.
Но взрыв фтора с водородом, конечно, сталь раздробит.

Плотность водорода при нормальных условиях — 0,09 г/л, фтора — 1,7 г/л. Смеси 50/50 — 0,076 г/л.
Плотность смеси 50/50 при давлении 200 атмосфер — 15,3 г/л.
Соответственно, на 200 г смеси фтора и водорода потребуется баллон объёмом 13 литров. Ближайший из стандартных — 10 литров. Он, стальной, весит 13 кг…

> водород очень текучий

И вот тут встает во весь рост еще и проблема хранения таких боеприпасов — баллон с водородом нужно будет периодически (вероятно раз или два в год) проверять и пополнять.

Никакая химическая взрывчатка не способна разнести домик при массе в 1 г. Это принципиально невозможно.

Кстати, что характерно, ядерное оружие экономически выгодно, т.к. термоядерная боеголовка в 1 Мт гораздо дешевле миллиона тонн тротила.

В 19 веке принципиально невозможно было 100 килограммами вещества стереть с лица земли целый город. Позже «Малыш» на Enola Gay доказал обратное.

100 кг горючего ещё задолго до 19-го века было достаточно чтобы сжечь до тла город.
А Малыш весил 4000 кг.

Если на данный момент еще не существует таких веществ, то это не значит что процесс в принципе не возможен.

Как раз значит. С момента открытия Менделеевым его периодического закона стали ясны химические свойства не только всех существующих элементов, но и тех, что только могут быть получены в будущем. Откуда мы точно знаем, что никаких «волшебных» химических веществ в будущем найдено не будет.

Три литра этого гремучего газа вполне могут разнести домик, если взорвутся внутри. А ведь там врядли будет даже один грамм.

Нет, не могут.
Прочность стен на порядки больше прочности окон.

— Не было. И не сжечь, а стереть с лица земли — это разные вещи. Даже тротилл в 19 веке изобрели.

Ещё как было. Города спокойно сжигали устраивая обычные пожары.
Никакого стирания не было и в Хиросиме. Её разрушили в первую очередь пожары, вызванные взрывом.
100 кг тротила как раз не могут уничтожить город. А вот 100 кг масла, если потратить их на поджоги — ещё как.

— Малыш весил 64 килограмма. Я надеюсь вы понимаете, чем отличается масса взрывчатого вещества, от массы посудины, где оно находится?

«Малыш» — это бомба. И она весила 4000 кг.
64 кг — это масса оружейного урана в нём. Но сам по себе этот уран сможет разрушить от силы один дом ( с чем справляются и 64 кг тротила). Чтобы он мог уничтожить город, нужно ещё 3936 кг дополнительного оборудования.

— А дело не в волшебных веществах, а в комбинации существующих.

Самая сильная комбинация — это водород и фтор. Ничего сильнее (на единицу массы) не может быть в принципе.
Комбинации известных веществ перебирают чтобы получить безопасность, надёжность, технологичность и т.д. Но педел по мощности заведомо известен. Впрочем, применяемые на практике взрывчатые вещества проигрывают смеси водорода и фтора в несколько раз, так что им очень даже есть куда развиваться. Но, ещё раз, предел нам уже известен.

Вы что ли понятия не имеете как происходят взрывы?

> Самая сильная комбинация — это водород и фтор.

А если уйти от химии? Например, некий гипотетический аккумулятор на сверхпроводниках, который может запасти все эти тысячи гигаджоулей.

Магнитное поле создаёт давление. Чем больше мы пытаемся вогнать в него энергии при неизменном объёме — тем больше давление. Прямо как в случае газа. А прочность материалов ограничена всё той же химией…

Есть гипотетический вариант термоядерной бомбы на чистом гелии-3 (без дейтерия). Если удастся создать условия для его взрывного термоядерного горения без использования взрыва плутония, то это будет экологически абсолютно чистый вариант, при этом содержание энергии в чистом гелии-3 составляет более 205 ГДж/г, что почти в 50 000 000 раз больше, чем в тротиле. 0,1 г гелия-3 при быстром сгорании с эффективностью 20% дал бы нам взрыв как раз 1 т тротилового эквивалента.
Но вот незадача: все попытки сделать бомбу на смеси дейтерия и трития без использования плутония (такая бомба создавала бы радиоактивное загрязнение, но оно было бы на несколько порядков меньше, чем от существующих) окончились провалом. А ведь эта задача на два-три порядка проще… Опять упираемся в химию: не хватает энергии обычной взрывчатки, чтобы сжать и разогреть смесь до нужных температур и давлений. Необходимое сжатие удалось получить без плутония только с помощью лазерных установок размером с завод. И уменьшение их размеров до чего-то мобильного опять-таки невозможно из-за химии: она определяет оптическую прочность материалов. Ни один материал не сможет выдержать ту плотность лазерного излучения, которая потребуется чтобы сделать установку компактной.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов: