دانلود مقاله مواد منفجره

بخشی از مقاله

مواد منفجره
مواد منفجره, به زبان ساده, موادي هستند که در صورت آغاز فرايند انفجار, با سرعت بالايي واکنش ميدهند و حجم زيادي گاز توليد ميکنند. بطور کلي, تعريف انفجار, يعني آزاد شدن مقدار زيادي گاز با سرعت و فشار بالا. اين آزاد شدن گاز به نوبه خود ميتواند باعث پرتاب شدن قطعات و اشياء اطراف و تبديل شدن آنها به ترکش شود. مواد منفجره انواع زيادي دارند (شيميايي, اتمي, پلاسما...). مواد منفجره شيميايي از دو جز اکسيد کننده, و سوخت تشکيل شده اند. هر ماده سوختي, در حرارت

مناسب و در مجاورت اکسيژن آتش ميگيرد و شروع به سوختن ميکند. اما به دليل اينکه در هوا, اکسيژن به صورت خالص وجود ندارد, سوختن اين مواد به تدريج صورت ميگيرد. در مواد منفجره, در کنار سوخت, ماده اکسيد کننده اضافه ميشود. ماده اکسيد کننده, مثل پرمنگنات پتاسيم, در هنگام واکنش مقدار زيادي اکسيژن آزاد ميکند و اين اکسيژن با سوخت ترکيب شده و باعث واکنش ناگهاني کل سوخت ميشود و انفجار به وجود مي آيد. به ياد داشته باشيد که مواد منفجره براي واکنش نيازي به هوا ندارند و اکسيژن مورد نياز خود را از درون خود تامين ميکنند.

دو نوع ماده منفجره شيميايي وجود دارد : High Explosive يا مواد درجه بالا و Low Explosive يا مواد درجه پائين. مواد درجه بالا در صورت انفجار با سرعت زيادي تبديل به گاز ميشوند و شدت انفجار آنها بسيار زياد است. اما برعکس, مواد درجه پائين نسبتاً کند واکنش ميدهند. مثالهاي خوب ماده درجه بالا C-4 و ماده درجه پائين باروت است. مواد منفجره همچنين از نظر ميزان حساسيت با يکديگر تفاوت دارند. بعضي از اين مواد بقدري حساسند که حتي نشستن يک پشه روي آنها باعث انفجارشان ميشوند و در عوض بعضي از آنها تا 3000 درجه دما را تحمل ميکنند و منفجر نميشوند. مواد منفجره حساس را با احتياط زياد و در مقادير بسيار کم جابجا ميکنند و به همين دليل از آنها براي درست کردن چاشني استفاده ميکنند. چاشني (Detonator) وسيله اي است که به وسيله حرارت, ضربه يا شوکهاي الکتريکي منفجر ميشود و به نوبه خود باعث انفجار منفجره با حساسيت کمتر ميشود.
يک بمب به صورت کلاسيک از اجزاي زير تشکيل ميشود : چاشني, ماده انفجاري ثانويه و پوشش. چاشني به وسيله مکانيسم دلخواه از قبيل فتيله, تايمر الکتريکي يا ساعتي منفجر ميشود و خود باعث انفجار ماده اصلي ميشود. اگر ماده منفجره بدون پوشش استفاده شود, شدت انفجار و تخريب آن زياد نخواهد بود و محوطه کوچکي را تخريب ميکند, به همين دليل بمبها را بايد درون پوششهاي فلزي مثل لوله هاي فلزي با قطرهاي مختلف قرار داد. ماده منفجره مقدار زيادي گاز آزاد ميکند و چون اين گاز راه فراري ندارد موجب تکه تکه شدن پوشش فلزي ميشود و قطعات ترکش با سرعت بالايي به اطراف پرتاب ميشوند و آسيب زيادي به اطراف ميزنند.

شناسایی انواع مواد منفجره

مشخصاتی که از مواد منفجره در ذیل آمده است همگی از

آتش کاری در معادن
تالیف رحمت الله استوار عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیر کبیر
و انتشارات جهاد دانشگاهی
از کلیه دوستانی که خواهان مطالعه بیشتری در این زمینه هستند می توانند با تهیه این کتاب از آن بهره مند شوند .

آزید (ازتور) سرب
ازتور سرب در اثر شعله منفجر می شود . گرچه سرعت انفجار ازتور سرب از فولمینات جیوه کمتر است و به همین لحاظ قدرت شکنندگی آن نیز کمتر می باشد ، با این حال موارد استعمال آن بیش از فولمینات جیوه می باشد و این به دلیل پایداری زیاد آن است. در درجه حرارت 80 سانتی گراد بالای صفر اگر به مدت 15 ماه نگهداری شود خواص خود را حفظ می کند در حالی که فولمینات جیوه در این درجه حرارت به مدت 5/1 روز ده درصد خلوص خود را از دست می دهد . بطور کلی بعلل پایداری ، ارزانی و فراوانی در برابر رطوبت هیدرولیز می شود . اسید حاصله با مس ترکیب شده و ازتور مس خیلی حساس بوجود می آید لذا باید از تماس آن با مس جلوگیری کرد .

دی آزودی نیتروفنل (DDNP)
مثل ازتور سرب در چاشنی ها به جای فولمینات جیوه گرفته است . پایداری آن بیش از فولمینات جیوه و کمتر از ازتور سرب است طبق آزمایشات انجام شده در محیطی با حرارت 50 درجه سانتی گراد بالای صفر حداقل سی ماه دوام دارد در حالی که فولمینات جیوه در چنین شرایط 9 ماه پایدار می باشد . بعلاوه درجه حرارت 50 درجه سانتی گراد بالای صفر برای مدت 12 ماه در زیر آب دوام می کند . قدرت منفجر کردن آن از ازتور سرب و فولمینات جیوه بیشتر است .

فولمینات جیوه
برای اولین بار توسط نوبل در سال 1861 به عنوان چاشنی نیترو گلیسیرین بکار گرفته شد . مخلوط فولمینات جیوه دارای تعادل اکسیژن منفی است اضافه کردن مواد اکسیژن دار به آن نظیر باروت ، نیترات پتاسیم و کلرات پتاسیم تحت آزمایش قرار گرفت و نتیجه گیری گردید که مخلوط 80-20 و 90-10 فولمینات جیوه و کلرات پتاسیم ( 80% فولمینات جیوه و 20% کلرات پتاسیم ) – مزایای زیر را بر فولمینات جیوه دارد .
قدرت آتش زنه بیشتر و خردکنندگی بیشتر و ایمنی زیاد در حمل و نقل .

فولمینات نقره
این ماده بعلت قیمت و حساسیت بیش از فولمینات جیوه ، هرگز مصرف تجارتی پیدا نکرده است . بلکه مقداری در کارهای آتشکاری مصرف می شود .
استیفنات سرب
به عنوان خرج آتش زنه مصرف نمی شود به عبارت دیگر خرج چاشنی ها را تشکیل نمی دهد بلکه چون به حرارت حساس است و و در اثر گرمای جریان برق زود آتش می گیرد ، برای آتش زدن ازتور سرب در چاشنی های الکتریکی مصرف می شود .

تتراسن (تترازن)
سهولت انفجار ، حرارت زیاد ناشی از انفجار ، و حجم گازهای تولید شده باعث گردیده اند که تتراسن بعنوان یک ماده منفجره در ساختن چاشنی ها بکار گرفته می شود . در درجه حرارت کمتر از 75 درجه بالای صفر پایدار و 100 درجه بالای صفر تجزیه می شود .

نیترات آمونیوم (AN)
نیترات آمونیوم ارزان ترین و ایمن ترین ماده اکسیژن دار می باشد که در ساختمان اغلب مواد منفجره صنعتی و نظامی به عنوان ماده اکسیژن دهنده به کار می رود . بیشترین مورد مصرف آن در ساختن آنفو و مواد منفجره ژله ای می باشد . بعلاوه در ترکیب کود های شیمیایی نیز به مقدار زیاد مصرف می شود .

نیترات آمونیوم دانه ای (پودری) که برای سهولت جریان و مقاومت در مقابل رطوبت ، دانه هایش با موادی خاص پوشیده شده ، همراه با سوخت بعنوان مواد منفجره مصرف می شود . ماده ای که برای پوشش دانه های نیترات آمونیوم مصرف می شود Keiselguhr به میزان 2تا 3 درصد و یا موادی نظیر سولفنات ها به میزان ا درصد و یا ترکیب هر دو می باشد .

در گرمای معمولی به ضربه حساس نیست . حداقل فاصله لازم برای سقوط وزنه 2 کلیوگرمی به منظور انفجار 100 سانتی متر می باشد . با بالا رفتن درجه حرارت ، این فاصله کاهش می یابد ، به نحوی که در حرارت 150 و 175 درجه یانتی گراد فاصله لازم سقوط وزنه برای انفجار نیترات آمونیوم به ترتیب 70 و 30 سانتی متر است . در درجه حرارت 325 درجه سانتی گراد بالای صفر در عرض 3 ثانیه کاملا منفجر می شود و در حرارت پایین تر تجزیه می شود . نیترت آمونیوم سمی نیست و کار یا آن احتیاطهایی شدید لازن ندارد اما باید توجه داشت که به هر حال بالقوه ماده منفجره است و اکسید کننده می باشد در بعضی موارد سوزش و خارش و اگزما مشاهده شده است .

پرکلرات آمونیوم
بعنوان اکسیژن دهنده به کار می رود و حساسیت آن خیلی کم است . در ساختن خرج های پرتابی انفجار به کار می رود . مقدار اکسیژن ان 35% بیش از نیترات آمونیوم است و این امر علی رقم قیمت بیشتر موجب کاربردهای مخصوصی برای آن می شود .

نیترو سلولز (NC)
نام های دیگر نیترات سلولز است . مقدار ازت یکی از عوامل تعیین کننده خواص نیترو سلولز است نیتروسلولزی که در خرج های پرتابی به کار می رود دارای ازت 12 تا 15/13 درصد است و آن چه که در تهیه ژله انفجاری به کار می رود 11 تا 12 درصد ازت دارد و نیتروسلولز مصرفی در مواد منفجره صنعتی 8 تا 5/11 درصد ازت دارد .
درحال حاضر مواد منفجره نیتروسلولزی در زمره مواد منفجره قوی شناخته می شوند . نیتروسلولز به ضربه حرارت و جرقه الکتریکی حساس است لذا حمل آن در مناطق خشک و جایی که احتمال وجود الکتریسیته ساکن باشد خطرناک است و به همین دلیل در آب یا الکل حمل و نقل می شود . نیتروسلولز سمی نیست اما حمام رفتن و تغییر لباس برای کسانی که با آن کار می کنند ضروری است .

نیتروگلیسیرین (NG)
به نام های تری نیترات گلیسیریل و یا نیترات گلیسیریل نیز نامیده می شود در گرمای عادی مایع و بی رنگ است . در سال 1846 به وسیله Sorbero تهیه و در سال 1861 به وسیله نوبل به عنوان ماده منفجره به کار گرفته شد . نیتروگلیسیرین یکی از اجزای اصلی مواد منفجره صنعتی است . در ساختن خرج های پرتابی نیز به کار می رود . مختصری نیز مصرف دارویی دارد . مصرف 0006/0 گرم سبب اتساع شریان ها می شود . در درجه حرارت معمولی فرار نیست و در گرمای 50 درجه سانتی گراد بالای صفر کمی فرار و در 100 درجه کاملا فرار است .

حساسیت آن به ضربه مثل فولمینات جیوه است و با بالا رفتن درجه حرارت حساسیت آن نیز افزایش پیدا می کند . در گرمای 4 تا 8 درجه سانتی گراد بالای صفر یخ می بندد . چنانچه نیتروگلیسیرین دارای حباب هوا باشد حساسیتش ه ضربه بالا می رود . قدرت خردکنندگی نیتروگلیسیرین بسیار بالا ، معادل پتن و به مراتب بیش از تی ان تی است نیتروگلیسیرین از موادی است که تعادل اکسیژن ان مثبت است لذا می توان آن را با سایر موادی که احتیاج به اکسیژن دارند مخلوط کرد . نیتروگلیسیرین از راه پوست جذب بدن می شود بخار آن نیز پس از تنفس وارد خون می گردد و موجب سر درد شدید می شود تماس مکرر با نیتروگلیسیرین برای کارگرانی که با آن کار می کنند عادی می شود . به هر حال خوردن قهوه غلیظ مقداری از سر درد را می کاهد . حما آن در مقادیر زیاد بسیار خطر ناک است و احتیاط های ویژه ای را نیاز دارد .

گلیکول دی نیترات (GDN)
یکی از مواد منفجره نادری است که تعادل اکسیژن آن صفر است . قدرت خردکنندگی آن زیاد است در درجه حرارت 22- زیر صفر یخ می بندد . برای پایین آوردن درجه انجماد انواع دینامیت ها در ساختمان دینامیت مصرف می شود . چون فراریت آن بیش از نیتروگلیسیرین است بخار بیشتری وارد دستگاه تنفسی می شود و سبب اتساع رگ ها ، و سبب تشدید ضربان قلب و سر درد شدید می گردد .

نیترو استارچ
ماده ای جامد و ترد شبیه نشاسته است . نیترواستارچ یکی از عوامل مهم تشکیل دهنده مواد منفجره صنعتی است و از آن به جای نیتروگلیسیرین استفاده می شود . این گونه مواد منفجره در مقابل یخ زدگی مقاوم اند و تماس با آن ، سردرد ندارد .

پنتا اریتریتول تترا نیترات (PETN)
نام های دیگر آن ، پانتریت و نیتروپنتا اریتریت است . به سهولت آتش نمی گیرد . در برابر ضربه خیلی حساس است و برای کم کردن حساسیت به آن پارافین یا دی نیترو تلوئون و تی ان تی اضافه می کنند . مخلوط آن با نسبت های مختلف با تی ان تی را پانتولیت می نامند وزن مخصوص آن 7/1 است .

سیکلونیت (RDX)
به نام های سیکلوتری متیلن تری نیترامین هگزوژن ، منفجره 4T ، هگزاهیدرو 1و 3 5 تری نیترو تریازین نیز معروف است . به عنوان خرج مبنا در چاشنی ها و یکی از اجزا تشکیل دهنده مواد منفجره صنعتی به کار می رود . خردکنندگی و قدرت RDX به مراتب بیش از تتریل و معادل PETN است . پایداری RDX بیش از PETN و تقریبا معادل TNT است در انباری به حرارت 85 مدت 10 ماه و در حرارت 100 مدت 100 ساعت خواص خود را حفظ می کند . RDX چندان سمی نیست اما برای کسانی که روزانه با آن سرو کار دارند تغییر لباس و حمام رفتن الزامی است . RDX به سبب پایداری زیاد ، فراوانی و ارزانی مواد اولیه به مقدار زیاد تولید و مصرف می شود .

تری نیتروتولوئن (TNT)
اسامی دیگر آن عبارتند از تروتیل ، تریتون ، تریتول ، تولئیت ، تریلیت در ساختن مواد منفجره صنعتی ، خرج های پرتابی ، بمب ها نارجک و خرج هایی نظیر آماتول و پانتولیت به کار می رود . وزن مخصوص TNT برابر 56/1 می باشد و در صورت فشرده شدن تا 6/1 می رسد . سولفور سدیم ، تی ان تی را تجزیه می کند و مقداری مواد غیر منفجره به وجود می آید و از این خاصیت برای از بین بردن تی ان تی استفاده می شود . یکی از خواص عمده تی ان تی پایداری آن است . در حرارت 65 بیش از 20 سال خواص خود را حفظ می کند . و در گرمای 75 برای مدت شش ماده تغییر نکرده باقی می ماند .

باروت
باروت خرج پرتابی است و در کشورهای صنعتی جز در موارد نادر برای انتقال آتش از آن استفاده نمی شود .
باروت مخلوطی مکانیکی از نیترات سدیم یا پتاسیم ، زغال و گوگرد است . در حالی که هیچ کدام آنها ماده منفجره نیستند . باروت از مواد منفجره کند سوز است و سرعت سوختن آن در مقایسه با مواد منفجره قوی خیلی کمتر از آنهاست .
سرعت سوختن باروت نیترات سدیم دار کمتر از نوع باروت نیترات پتاسیم دار است . ازدیاد زغال سبب کمتر شدن سرعت سوختن می شود . نوع و کیفیت زغال در سرعت سوختن باروت موثر است . زغال بید و توسه سریعتر از زغال بلوط می سوزند .

آنفو
آنفو حروف اول کلمات (Ammonium Ntrite Fuel Oil) به معنی مخلوط نیترات آمونیوم و سوخت مایع است . بطور کلی آنفو 5/94% نیترات آمونیوم است که دانه های ضد لای پوشیده شده و 5/5% سوخت مایع هم جذب آن گردیده است .
افزودن آلومنیوم به آنفو سبب افزایش قدرت آن می شود .

دینامیت
دینامیت یک اسم عام است که به بسیاری از مواد منفجره خشک شامل مواد سوختنی کربناته و نیتروگلیسرین اطلاق می شود . دینامیت اولین بار توسط نوبل ساخته شد و مرکب از 75% وزنی نیتروگلیسرین و 25% دیاتومیت بود . گرچه دیاتومیت تا سه برابر وزن خود نیتروگلیسیرین جذب می کند اما قدرت این نوع دینامیت به مراتب کمتز از نیتروگلیسیرین است . پس از آن به جای دیاتومیت از موادی نظیر نیترات سدیم (SN) چوب و غیره استفاده شد و گرچه این مواد کمتر از دیاتومیت نیتروگلیسیرین جذب می کند اما ماده منفجره حاصله به مراتب قوی تر از دینامیت ( نیتروگلیسیرین – دیاتومیت) است .
انواع دینامیت ها
دینامیت ها را بر حسب نوع مواد ترکیبی طبقه بندی می کند . عمده مواد تشکیل دهنده دینامیت ها عبارتند از : نیتروگلیسیرین ، نیترات سدیم ، نیترات آمونیوم ، نیترو سلولز و سوخت کربناته مثل چوب . اما در ساختمان دینامیت ها علاوه بر مواد فوق ، مواد چسبنده ، مواد ضد اسید و مقداری رطوبت نیز به کار می رود.
انواع دینامیت ها عبارتند از : دینامیت استرایت ، دینامیت آمونیاکی ، دینامیت استرایت ژلاتینی ، ژلاتین انفجاری ، دینامیت آمونیاکی ژلاتینی ، دینامیت نیمه ژلاتینی .

اکسیژن مایع (LOX)
چنان چه مواد سوختنی از قبیل خاک اره و گرد زغال را در اکسیژن مایع فروبریم تا 5/3 برابر وزن خود می تواند اکسیژن جذب می کند . در این حالت با نزدیک کردن شعله ، خاک اره یا گرد زغال منفجر می شود . چون که اکسیژن مایع به سرعت تبخیر می شود . این نوع آتش کاری هیچ گونه عوارض فیزیولوژیکی از قبیل سردرد و غیره را ایجاد نمی کند . بیش از 30 سال است که از اکسیژن مایع در انفجار استفاده نمی شود. این نوع ماده منفجره در آتشباری در معادن روباز به کار می رفته است .
بمب اتمی چگونه ساخته می شود؟
با شنیدن اخبار مربوط به مسایل هسته ای ممکن است از خودتان پرسیده باشید که چرا تولید و ساخت بمب اتم این قدر مشکل است ؟
و یا روش تولید بمب اتم چیست ؟
بمب اتم یا همان بمب هسته ای محصولی است که تا کنون تنها چند کشور انگشت شمار موفق به ساخت آن شده اند. دلیل آنهم پیچیدگی و حساسیت فوق العاده فرآیندهای ساخت آن است.
عنصر اورانیوم که در طبیعت به مقدار قابل ملاحظه ای وجود دارد بسیار شبیه به سرب است. البته سنگین تر و محکم تر.
استحکام آن نزدیک به فولاد و رنگ آن نزدیک به آلومنیم است. در فرآیند غنی سازی که یک فرآیند پیچیده و سخت فیزیکی - شیمیایی است عیار نوع مفید آن را که در حال عادی 3 در 1000 است به 900 در هزار می رسانند.
اکنون باید 20 کیلوگرم از این عنصر سنگین را ذوب کرده و به شکل نیمکره قالب گیری نمایند. این نیمکره با تاباندن اشعه های اتمی (ذرات نوترون) متلاشی می شود.
در بمب اتمی بر خلاف دیگر انواع بمب ها ؛ گاز آز

اد نمی شود. بلکه تابش و ذرات اتمی آزاد می شود.
خود لاشه بمب هسته ای بر اثر حرارت بخار می شود.
از آنجا که کشور ما ایران نیز خیلی دوست دارد که همواره جزو انگشت شمار کشور هایی باشد که یک چیز خاص دارند ، لذا برنامه های اتمی وسیعی را آغاز نموده است.
البته به گفته دولتمردان ما این برنامه ها تنها برای تولید انرژی مورد استفاده خواهند بود.
بهر حال بمب اتمی معمولا در یک محفظه فولادی محکم و ضخیم قرار می گیرد. به همین دلیل حمل آن نیازمند هواپیماهای تنومند و چالاک و یا موشکهای دوربرد قوی است.
موشک شهاب 3 ایران توان حمل کلاهک اتمی را در حالت پایه ندارد. اما نوع تقویت شده آن به نظر میرسد که توان حمل کلاهک اتمی داشته باشد. همچنین موشک شهاب 4 نیز توان حمل کلاهک اتمی و ماهواره را دارد.
این موشک (شهاب 4) هنوز توسط ارتش ایران آزمایش نشده است.