Πώς λειτουργούν τα εκρηκτικά;

Υπάρχουν δύο τύποι εκρηκτικών υλών: εκρηκτικά χαμηλής έντασης όπως η πυρίτιδα και εκρηκτικά υψηλής ισχύος όπως το TNT. Τα χαμηλά εκρηκτικά είναι γενικά ένα μείγμα εύφλεκτης ουσίας και οξειδωτικού που καίγεται (ξεφουσκώνει) με ταχύτητες από μερικά cm/sec έως 400 m/sec, αλλά συνήθως στο κάτω άκρο αυτής της κλίμακας. Τα ισχυρά εκρηκτικά είναι χημικές ενώσεις (ένας τύπος μορίου) και όχι ένα δίδυμο – αυτές εκρήγνυνται αντί να αναφλεγούν, παράγοντας ένα υπερηχητικό κύμα κρούσης 1,000 – 9,000 m/sec.

Τα χαμηλά εκρηκτικά λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο όπως η καύση ξύλου ή άνθρακα: συνδυάζοντας μια εύφλεκτη ουσία με ένα οξειδωτικό σε επαρκή θερμοκρασία, δημιουργούνται θερμότητα και ταχέως διαστελλόμενα αέρια. Ανάλογα με το επίπεδο οξυγόνου στο περιβάλλον μέσο, ​​η ανάφλεξη συμβαίνει με περισσότερη ή λιγότερη ταχύτητα και βία. Στα υψηλότερα επίπεδα, οι εκρήξεις μοιάζουν με εκρήξεις.

Τα ισχυρά εκρηκτικά είναι χημικά ασταθείς ενώσεις, που συχνά περιλαμβάνουν αρκετές ομάδες νιτρικών αλάτων. Όταν εκτίθενται σε επαρκή θερμότητα ή μηχανικό σοκ, τα ισχυρά εκρηκτικά αναδιατάσσουν απότομα τη μοριακή τους δομή, αλλοιώνονται σε προϊόντα αντίδρασης και απελευθερώνοντας πολλή ενέργεια στη διαδικασία.

Υπάρχουν εννέα κύριες αλληλουχίες αντίδρασης που αποτελούν μέρη της διαδικασίας έκρηξης ισχυρών εκρηκτικών, που αναφέρονται ως προτεραιότητες. Για παράδειγμα, η Προτεραιότητα 1 περιλαμβάνει τον συνδυασμό ενός μετάλλου με χλώριο, απελευθερώνοντας την περίσσεια ενέργειας στη διαδικασία. Άλλες προτεραιότητες περιλαμβάνουν τον συνδυασμό υδρογόνου με χλώριο, μετάλλου με οξυγόνο, άνθρακα και οξυγόνο, υδρογόνο και οξυγόνο, μονοξείδιο του άνθρακα και οξυγόνο, άζωτο με τον εαυτό του, οξυγόνο με τον εαυτό του και υδρογόνο με τον εαυτό του. Σε κάθε δεδομένο εκρηκτικό, πολλές από αυτές τις αντιδράσεις μπορεί να συμβούν, καθεμία από τις οποίες απελευθερώνει μεγάλες ποσότητες ενέργειας.

Επειδή ορισμένα εκρηκτικά απαιτούν υπερβολική θερμότητα για να πυροδοτηθούν, πρέπει να δημιουργηθούν εκρηκτικές αλυσίδες, όπου ένα εκρηκτικό χαμηλότερης ενέργειας πυροδοτείται από ένα καπάκι εκτοξευτήρα, το οποίο στη συνέχεια παρέχει τη βάση για την έκρηξη μιας πρόσθετης ουσίας.
Τέσσερις τυπικές ιδιότητες που πρέπει να διαθέτει μια ένωση ή ένα μείγμα για να χαρακτηριστεί ως εκρηκτικό περιλαμβάνουν την ταχεία διαστολή αερίων, τη δημιουργία θερμότητας (εξώθερμη αντίδραση), την ταχύτητα της αντίδρασης και την έναρξη της αντίδρασης, που σημαίνει ότι το εκρηκτικό μπορεί να αναφλεγεί σε ελεγχόμενη μόδα. Μια άλλη επιθυμητή ποιότητα για εκρηκτικά για πρακτικές χρήσεις είναι η περιορισμένη ποσότητα τοξικότητας.