شناسایی انواع مواد منفجره

مواد منفجره, به زبان ساده, موادی هستند که در صورت آغاز فرایند انفجار, با سرعت بالایی واکنش میدهند و حجم زیادی گاز تولید میکنند. بطور کلی, تعریف انفجار, یعنی آزاد شدن مقدار زیادی گاز با سرعت و فشار بالا. این آزاد شدن گاز به نوبه خود میتواند باعث پرتاب شدن قطعات و اشیاء اطراف و تبدیل شدن آنها به ترکش شود. مواد منفجره انواع زیادی دارند (شیمیایی, اتمی, پلاسما...). مواد منفجره شیمیایی از دو جز اکسید کننده, و سوخت تشکیل شده اند. هر ماده سوختی, در حرارت مناسب و در مجاورت اکسیژن آتش میگیرد و شروع به سوختن میکند. اما به دلیل اینکه در هوا, اکسیژن به صورت خالص وجود ندارد, سوختن این مواد به تدریج صورت میگیرد. در مواد منفجره, در کنار سوخت, ماده اکسید کننده اضافه میشود. ماده اکسید کننده, مثل پرمنگنات پتاسیم, در هنگام واکنش مقدار زیادی اکسیژن آزاد میکند و این اکسیژن با سوخت ترکیب شده و باعث واکنش ناگهانی کل سوخت میشود و انفجار به وجود می آید. به یاد داشته باشید که مواد منفجره برای واکنش نیازی به هوا ندارند و اکسیژن مورد نیاز خود را از درون خود تامین میکنند. 

دو نوع ماده منفجره شیمیایی وجود دارد :

دو نوع ماده منفجره شیمیایی وجود دارد : High Explosive یا مواد درجه بالا و Low Explosive یا مواد درجه پائین. مواد درجه بالا در صورت انفجار با سرعت زیادی تبدیل به گاز میشوند و شدت انفجار آنها بسیار زیاد است. اما برعکس, مواد درجه پائین نسبتاً کند واکنش میدهند. مثالهای خوب ماده درجه بالا C-4 و ماده درجه پائین باروت است. مواد منفجره همچنین از نظر میزان حساسیت با یکدیگر تفاوت دارند. بعضی از این مواد بقدری حساسند که حتی نشستن یک پشه روی آنها باعث انفجارشان میشوند و در عوض بعضی از آنها تا 3000 درجه دما را تحمل میکنند و منفجر نمیشوند. مواد منفجره حساس را با احتیاط زیاد و در مقادیر بسیار کم جابجا میکنند و به همین دلیل از آنها برای درست کردن چاشنی استفاده میکنند. چاشنی (Detonator) وسیله ای است که به وسیله حرارت, ضربه یا شوکهای الکتریکی منفجر میشود و به نوبه خود باعث انفجار منفجره با حساسیت کمتر میشود.

یک بمب به صورت کلاسیک از اجزای زیر تشکیل میشود : چاشنی, ماده انفجاری ثانویه و پوشش. چاشنی به وسیله مکانیسم دلخواه از قبیل فتیله, تایمر الکتریکی یا ساعتی منفجر میشود و خود باعث انفجار ماده اصلی میشود. اگر ماده منفجره بدون پوشش استفاده شود, شدت انفجار و تخریب آن زیاد نخواهد بود و محوطه کوچکی را تخریب میکند, به همین دلیل بمبها را باید درون پوششهای فلزی مثل لوله های فلزی با قطرهای مختلف قرار داد. ماده منفجره مقدار زیادی گاز آزاد میکند و چون این گاز راه فراری ندارد موجب تکه تکه شدن پوشش فلزی میشود و قطعات ترکش با سرعت بالایی به اطراف پرتاب میشوند و آسیب زیادی به اطراف میزنند.

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 .

معرفی TNT



بدون فوت وقت ، به سراغ معرفی معروفترین و پرکاربرد ترین ماده انفجاری یعنی تی ان تی میروم. TNT
تی ان تی مخفف - تری نیترو تولوئن - است.
چگالی آن 1/63 میباشد و سرعت انفجار آن نیز 6950 متر بر ثانیه است.
این ماده به خودی خود بی خطر است و حتی میتوان آن را بسادگی ذوب کرد و در ظرف ریخت. (در گرما حساسیت آن البته زیادتر میشود)
در صورتی که آن را آتش بزنید بنرمی میسوزد اما در صورت استفاده از چاشنی (فیوز) منفجر شده و قدرت نخریب فراوانی را وارد میکند.
قدرت تخریب آن در مجاورت مقدار کافی اکسیژن زیاد میشود. دقت کنید قدرت تخریب ناشی از آزاد شدن مقادیر زیاد گاز در زمان کوتاه است.

اما برای جبران کمبود اکسیژن در دینامیت از نیترات آمونیم با نام تجاری آماتول استفاده میشود.
تذکر : در این حالت این ماده بسیار خطرناک میباشد و بکاربردن آن نیازمند آموزش است.
آماتول دارای 80 در صد نیترات آمونیم و 20 درصد تی ان تی است.
اما تهیه تی ان تی که بسیار مورد علاقه شما بوده است.
متیل بنزن با نام تجارتی تولوئن در سه مرحله در مجاورت اسید نیتریک (غلیظ) واکنش داده و تری نیترو تولوئن را میسازد.
حلقه تولوئن در این حالت دارای سه شاخه NO2 و یک شاخه CH3 میشود

استیلید نقره silver acetylid(double salt)




استیلید نقره یکی از مواد حساسی است که امروزه در برخی از چاشنی ها استفاده می گردد طریقه ساخت اینماده بسیار ساده است و هر کسی براحتی می تواند آن را بسازد.

حساسیت این ماده از نیترید سرب یک مرتبه و از فولمینات جیوه دو مرتبه کمتر است ولی به هر حال در دسته بندی حساسیت مواد منفجره جزو مواد با حساسیت زیاد طبقه بندی می شود


(حساسیتی که من آن را زیاد خوانده ام به این معنی است که این مواد به عوامل ضربه- اصطکاک و حرارت حساسند بطوریکه اگر به این مواد مقدار جزیی حرارت نزدیک شود سریعا منفجر می گردند و یا اگر روی سطح زبر یا ناهمواریی سر داده شوند و یا اگر ضربه ای حتی یک سنگ کوچک به آنها از فاصله ای کوتاه برخورد کند نیز منفجر می شوند(

انفجار این مواد غیر قابل تصور است . این مواد بسیار سریع منفجر می شوند که از همین امر در تخریب و انهدام استفاده می کنند.

سرعت انفجار استیلید نقره 3600 متر بر ثانیه است و بخاطر پایین بودن سرعت انفجار معمولا در چاشنی ها بمقدار زیاد استفاده نمی گردد.ولی برای بکار بردن در چاشنی هایی که ماده اصلی آنها در دسته بندی حساسیت متوسط و ضعیف است بسیار مناسب است(مانند rdx و petn و...) (استیلید مس نیز همانند استیلید نقره است با این توضیح که استیلید مس از حساسیت و قدرت کمتری برخوردار است)
استیلید نقره را می توان همانند فولمینات جیوه از نخستین مواد اختراع شده در امر اختراع دانست ولی با گسترش فولمینات و اختراع مواد مفید دیگر از بکارگیری آن کاسته شد