Het concept van de explosie en explosieven. Wat is een explosie? Het concept en de classificatie van explosies Wat is een explosiedefinitie bij brand

Wat is een explosie? Dit is een proces van onmiddellijke transformatie van de toestand waarin een aanzienlijke hoeveelheid thermische energie en gassen vrijkomt, waardoor een schokgolf ontstaat.

Explosieven zijn verbindingen die het vermogen hebben om veranderingen in de fysieke en chemische toestand te ondergaan als gevolg van externe invloeden met de vorming van een explosie.

Classificatie van explosietypes

1. Fysiek - de energie van een explosie is de potentiële energie van een samengeperst gas of stoom. Afhankelijk van de grootte van de interne energiedruk wordt een explosie van verschillend vermogen verkregen. De mechanische impact van de explosie is te wijten aan de werking van de schokgolf. Fragmenten van de schelp veroorzaken een extra schadelijk effect.

2. Chemisch - in dit geval is de explosie te wijten aan de bijna onmiddellijke chemische interactie van de stoffen waaruit de samenstelling bestaat, met het vrijkomen van een grote hoeveelheid warmte, evenals gassen en stoom met een hoge mate van compressie. Dergelijke explosies zijn typerend voor bijvoorbeeld buskruit. Stoffen die ontstaan ​​als gevolg van een chemische reactie komen bij verhitting onder hoge druk te staan. De explosie van pyrotechniek behoort ook tot deze soort.

3. Kernexplosies zijn bliksemsnelle reacties van kernsplijting of kernfusie, gekenmerkt door een enorme kracht van vrijgekomen energie, waaronder warmte. De kolossale temperatuur in het epicentrum van de explosie leidt tot de vorming van een zone met zeer hoge druk. De uitzetting van het gas leidt tot het verschijnen van een schokgolf, die de oorzaak is van mechanische schade.

Het concept en de classificatie van explosies stellen u in staat correct te handelen in geval van nood.

Actie type

Onderscheidende kenmerken

Explosies verschillen afhankelijk van de chemische reacties die plaatsvinden:

1. Ontleding is kenmerkend voor een gasvormig medium.
2. Redoxprocessen impliceren de aanwezigheid van een reductiemiddel waarmee de zuurstof in de lucht zal reageren.
3. Reactie van mengsels.

Volumetrische explosies omvatten stofexplosies, evenals explosies van stoomwolken.

stofexplosies

Ze zijn typerend voor gesloten stoffige constructies, zoals mijnen. Bij mechanisch werken met stortgoederen die veel stof geven ontstaat een gevaarlijke concentratie explosief stof. Werken met explosieven vereist volledige kennis van wat een explosie is.

Per stofsoort is er een zogenaamde maximaal toelaatbare concentratie, waarboven kans op spontane explosie bestaat, en deze hoeveelheid stof wordt gemeten in gram per kubieke meter lucht. De berekende concentratiewaarden zijn geen constante waarden en moeten gecorrigeerd worden afhankelijk van vochtigheid, temperatuur en andere omgevingscondities.

Van bijzonder gevaar is de aanwezigheid van methaan. In dit geval is er een verhoogde kans op detonatie van stofmengsels. Al een gehalte aan methaandamp van vijf procent in de lucht dreigt met een explosie, waardoor de ontsteking van een stofwolk volgt en een toename van turbulentie. Er vindt een positieve feedback plaats, wat leidt tot een explosie van grote energie. Wetenschappers worden aangetrokken door dergelijke reacties, de explosietheorie achtervolgt velen nog steeds.

Veiligheid bij het werken in krappe ruimtes

Bij het werken in gesloten ruimtes met een hoog stofgehalte in de lucht, is het absoluut noodzakelijk om de volgende veiligheidsregels in acht te nemen:

Stofverwijdering door ventilatie;

Vecht tegen overmatige droogte van de lucht;

Verdunning van het luchtmengsel om de concentratie van explosieven te verminderen.

Stofexplosies zijn niet alleen typisch voor mijnen, maar ook voor gebouwen en graanschuren.

Stoomwolkexplosies

Het zijn reacties van een bliksemsnelle verandering van toestand, die de vorming van een explosiegolf genereren. Buitenshuis, in een besloten ruimte door de ontsteking van een brandbare dampwolk. Dit gebeurt meestal als er een lek is.

Weigering om met brandbaar gas of stoom te werken;

Weigering van ontstekingsbronnen die een vonk kunnen veroorzaken;

Vermijd gesloten ruimtes.

Je moet een goed begrip hebben van wat een explosie is, welk gevaar het met zich meebrengt. Het niet naleven van veiligheidsregels en het ongeletterde gebruik van sommige items leidt tot rampen.

Gasexplosies

De meest voorkomende ongevallen waarbij een gasexplosie optreedt, vinden plaats als gevolg van onjuiste omgang met gasapparatuur. Tijdige eliminatie en kenmerkdefinitie zijn belangrijk. Wat betekent gasexplosie? Het treedt op als gevolg van onjuiste bediening.

Om dergelijke explosies te voorkomen, moet alle gasapparatuur regelmatig preventief technisch worden gecontroleerd. Aan alle bewoners van particuliere huishoudens, evenals appartementsgebouwen, wordt een jaarlijks onderhoud van de VDGO aanbevolen.

Om de gevolgen van een explosie te verminderen, zijn de structuren van de gebouwen waarin gasapparatuur is geïnstalleerd, niet kapitaalkrachtig, maar integendeel lichtgewicht. Bij een explosie is er geen sprake van grote schade en verstoppingen. Stel je nu voor wat een explosie is.

Om de lekkage van huishoudgas gemakkelijker te kunnen bepalen, wordt hieraan het aromatische additief ethylmercaptaan toegevoegd, wat een karakteristieke geur veroorzaakt. Als er zo'n geur in de kamer is, is het noodzakelijk om de ramen te openen om de toevoer van frisse lucht te garanderen. Bel dan de gasdienst. Op dit moment is het beter om geen elektrische schakelaars te gebruiken die een vonk kunnen veroorzaken. Het is ten strengste verboden om te roken!

De explosie van pyrotechniek kan ook een bedreiging worden. De opslag van dergelijke zaken dient te zijn ingericht in overeenstemming met de normen. Producten van slechte kwaliteit kunnen schadelijk zijn voor de persoon die het gebruikt. Met dit alles moet zeker rekening worden gehouden.

Algemene informatie over de explosie

Een explosie is een snel stromend proces van fysische en chemische transformaties van stoffen, waarbij in een beperkt volume een aanzienlijke hoeveelheid energie vrijkomt, waardoor een schokgolf wordt gevormd en zich voortplant, wat een schokmechanisch effect heeft op omringende objecten.

KENMERKEN VAN DE EXPLOSIE:

Hoge mate van chemische transformatie van explosieven;
een groot aantal gasvormige explosieproducten;
sterk geluidseffect (gerommel, hard geluid, lawaai, sterke knal);
krachtige verpletterende actie.

Afhankelijk van de omgeving waarin explosies plaatsvinden, zijn ze: ondergronds, grond, lucht, onderwater en oppervlakte.

De omvang van de gevolgen van explosies is afhankelijk van hun kracht en de omgeving waarin ze plaatsvinden. De stralen van de getroffen zones tijdens explosies kunnen oplopen tot enkele kilometers.

Er zijn drie explosiezones.

3zij ik- actiegebied van de detonatiegolf. Het wordt gekenmerkt door een intense verpletterende actie, waardoor de structuren worden vernietigd in afzonderlijke fragmenten en met hoge snelheden wegvliegen vanuit het centrum van de explosie.

Zone II- het actiegebied van de producten van de explosie. Daarin vindt de volledige vernietiging van gebouwen en constructies plaats onder invloed van expanderende explosieproducten. Aan de buitengrens van deze zone scheidt de resulterende schokgolf zich van de explosieproducten en beweegt onafhankelijk van het centrum van de explosie. Nadat ze hun energie hebben uitgeput, produceren de producten van de explosie, die zijn geëxpandeerd tot een dichtheid die overeenkomt met de atmosferische druk, niet langer een vernietigend effect.

Zone III- actiegebied van een luchtschokgolf - omvat drie subzones: III a - sterke vernietiging, III b - gemiddelde vernietiging, III c - zwakke vernietiging. Aan de buitengrens van zone 111 degenereert de schokgolf tot een geluidsgolf, die op aanzienlijke afstanden nog hoorbaar is.

EXPLOSIE-EFFECTEN OP GEBOUWEN, STRUCTUREN, APPARATUUR .

Gebouwen en constructies van grote afmetingen met lichte dragende constructies, die aanzienlijk boven het aardoppervlak uitsteken, worden onderworpen aan de grootste vernietiging door explosieproducten en een schokgolf. Ondergrondse en ondergrondse constructies met stijve constructies hebben een aanzienlijke weerstand tegen vernietiging.

Schade is onderverdeeld in: vol, sterk, gemiddeld en zwak.

Volledige vernietiging. Plafonds in gebouwen en constructies stortten in en alle belangrijke dragende constructies werden vernietigd. Herstel is niet mogelijk. Apparatuur, mechanisatiemiddelen en andere apparatuur zijn niet onderhevig aan restauratie. In nuts- en energienetwerken zijn er breuken in kabels, vernietiging van delen van pijpleidingen, steunen van bovengrondse hoogspanningslijnen, enz.

Sterke vernietiging. Er zijn aanzienlijke vervormingen van dragende constructies in gebouwen en constructies, de meeste plafonds en muren zijn vernietigd. Restauratie is mogelijk, maar onpraktisch, omdat het praktisch neerkomt op nieuwbouw met behulp van enkele van de overgebleven structuren. De apparatuur en mechanismen zijn grotendeels vernietigd en vervormd.

In nuts- en energienetwerken zijn er gaten en vervormingen in bepaalde delen van ondergrondse netwerken, vervormingen van bovengrondse hoogspanningslijnen en communicatie, breuken in technologische pijpleidingen.

gemiddelde vernietiging. In gebouwen en constructies werden vooral niet dragende, maar secundaire constructies (lichte muren, scheidingswanden, daken, ramen, deuren) vernietigd. Mogelijke scheuren in de buitenmuren en op sommige plaatsen vallen. Plafonds en kelders worden niet vernietigd, een deel van de constructies is geschikt voor gebruik. In nuts- en energienetwerken zijn vernietiging en vervorming van elementen aanzienlijk, die kunnen worden geëlimineerd door grote reparaties.

Zwakke vernietiging. Een deel van de interne scheidingswanden, ramen en deuren werden vernietigd in gebouwen en constructies. De apparatuur heeft aanzienlijke vervormingen. Er zijn kleine beschadigingen en defecten aan structurele elementen in nuts- en energienetwerken.

Algemene informatie over de brand

BRAND EN ZIJN BEGIN .

Een brand is een ongecontroleerde verbranding die materiële schade veroorzaakt, schade toebrengt aan het leven en de gezondheid van burgers, de belangen van de samenleving en de staat.

Essentie van branden werd in 1756 ontdekt door de grote Russische wetenschapper M.V. Lomonosov. Door zijn experimenten bewees hij dat verbranding een chemische reactie is van de combinatie van een brandbare stof met zuurstof in de lucht. Daarom is het volgende nodig om het verbrandingsproces te laten verlopen: voorwaarden:

De aanwezigheid van een brandbare stof (naast de brandbare stoffen die worden gebruikt in productieprocessen en de brandbare materialen die worden gebruikt in het interieur van woningen en openbare gebouwen, bevindt zich een aanzienlijke hoeveelheid brandbare stoffen en brandbare materialen in bouwconstructies);
de aanwezigheid van een oxidatiemiddel (meestal is zuurstof in de lucht een oxidatiemiddel tijdens de verbranding van stoffen; daarnaast kunnen chemische verbindingen die zuurstof bevatten in de samenstelling van moleculen oxidatiemiddelen zijn: nitraten, perchloraten, salpeterzuur, stikstofoxiden en chemische elementen: fluor, broom, chloor);
de aanwezigheid van een ontstekingsbron (kaarsen met open vlam, lucifers, aanstekers, vuur of vonken).

Hieruit volgt dat de brand kan worden gestopt als een van de eerste twee voorwaarden wordt uitgesloten van de verbrandingszone.

De mogelijkheid van branden in gebouwen en constructies, en in het bijzonder de branduitbreiding daarin, hangt af van de onderdelen, constructies en materialen waaruit ze zijn gemaakt, hun afmetingen en indeling. Zoals uit Schema 2 blijkt, zijn stoffen en materialen onderverdeeld in brandbaarheidsgroepen:

Op niet-brandbare stoffen, niet in staat om te branden;
voor langzaam brandende stoffen die onder invloed van een ontstekingsbron kunnen branden, maar na verwijdering niet zelfstandig kunnen branden;
voor brandbare stoffen die kunnen branden nadat de ontstekingsbron is verwijderd:
a) moeilijk ontvlambaar, alleen in staat om te ontsteken onder invloed van een krachtige ontstekingsbron;
b) ontvlambaar, in staat te ontbranden bij kortdurende blootstelling aan laagenergetische ontstekingsbronnen (vlammen, vonken).

Voor de eerste keer werd de taak om de fysieke essentie van een explosie te bestuderen bepaald door M.V. Lomonosov. In zijn werk "Over de aard en geboorte van salpeter", geschreven in 1748, definieert hij een explosie als een zeer snelle afgifte van een aanzienlijke hoeveelheid energie en een groot volume gassen.

Explosie wordt het proces genoemd van een zeer snelle (supersonische) fysieke of chemische overgang van een stof of een groep stoffen van de ene toestand naar de andere, vergezeld van een zeer snelle overgang van de potentiële energie van de oorspronkelijke stof in kinetische energie die in staat is om mechanisch werk uit te voeren.

Het fenomeen van een explosie in zijn manifestaties zoals een bliksemontlading, een vulkaanuitbarsting is al sinds mensenheugenis bekend bij de mensheid. Wat later leerden mensen explosieve composities te maken en de explosie voor hun eigen doeleinden te gebruiken. Om echter een correct beeld te krijgen van de essentie van het fenomeen dat een explosie wordt genoemd, was er aanzienlijke vooruitgang nodig in de ontwikkeling van de natuurwetenschappen.

Een kenmerkend teken van een explosie is de extreem snelle verschijning of, meer precies, de manifestatie van de werking van druk, in de regel erg groot.

Volgens de aard van het proces van de stroom van explosies, worden ze meestal ingedeeld in:

FYSIEK- waarbij alleen een fysieke transformatie van een stof plaatsvindt (vlamloze explosie met behulp van vloeibaar kooldioxide en perslucht, explosies van stoomketels, cilinders met vloeibaar gemaakt gas, elektrische ontladingen), d.w.z. tijdens een fysieke explosie komt energie vrij als een resultaat van een fysiek proces.

Fysieke explosie vindt toepassing in de kolenmijnindustrie in de vorm van patronen airdox, waarbij de energie van perslucht wordt gebruikt om het medium te vernietigen.

CHEMISCH- waarbij sprake is van een extreem snelle verandering in de chemische samenstelling van stoffen die betrokken zijn bij de reactie met het vrijkomen van warmte en gassen (explosie van methaan, kolenstof, explosieven).

Bij een chemische explosie komt energie vrij als gevolg van een snelle chemische reactie. Aan dit type explosie kan de volgende definitie worden gegeven: explosie de snelle chemische transformatie van een explosief genoemd, waarbij warmte vrijkomt en gassen worden gevormd.

Uit deze definitie volgen vier basisvoorwaarden waaraan een chemische reactie moet voldoen om in de vorm van een explosie te verlopen:

Exothermiciteit (warmteafgifte)

vorming van gassen

hoge reactiesnelheid

het vermogen om zichzelf te verspreiden.

Als aan ten minste één van deze voorwaarden niet wordt voldaan, zal de explosie niet plaatsvinden.

De chemische omzetting van explosieven en mengsels kan in verschillende vormen plaatsvinden, waarvan de belangrijkste zijn: :

· langzame chemische transformatie (ontleding van een stof);

· verbranding;

· ontploffing.

Bij een langzame chemische transformatie verloopt de ontledingsreactie gelijktijdig in het gehele volume van de stof, die zich op dezelfde temperatuur bevindt, nagenoeg gelijk aan de omgevingstemperatuur. De reactiesnelheid komt overeen met deze temperatuur en de explosieve massa is op alle punten hetzelfde. Wanneer het explosief wordt verwarmd, stijgt de temperatuur niet alleen door externe verwarming, maar ook door de warmte die vrijkomt tijdens de chemische ontledingsreactie. Onder bepaalde omstandigheden kan deze reactie zelfversnellend worden, waardoor explosieven snel bijna gelijktijdig over het hele volume in gecomprimeerde gassen veranderen. Er zal een thermische explosie van explosieven plaatsvinden, die als voorbeeld kan dienen voor een homogene (homogene) explosie. Een praktisch homogene explosie is echter niet haalbaar vanwege ongelijkmatige warmteafvoer van explosieven, aangezien er altijd een of meer verbrandingscentra in de stof voorkomen, van waaruit de verbranding zich vervolgens uitbreidt naar de rest van de explosieve massa.

De basis van moderne explosieventechnologie is het gebruik zichzelf voortplantende explosieve transformatie. Met deze vorm van explosie plant de chemische transformatie, die op elk punt in de lading begon, zich spontaan voort naar zijn grenzen. Kenmerkend voor deze vorm van explosie is het vermogen van een chemische reactie om zich voort te planten.

Zelfpropagerende explosieve transformatie is mogelijk tijdens verbranding en detonatie van explosieven. In beide gevallen is er een chemisch transformatiefront - een relatief smalle zone waarin een intense chemische reactie plaatsvindt, die zich met een bepaalde snelheid door de stof voortplant. Voor deze zone is de originele BB, achter haar- conversie producten

De temperaturen voor het front, erachter en in de chemische reactiezone zelf verschillen aanzienlijk; er is ook een ongelijkheid van druk en dichtheid.

De reactiesnelheid, meer bepaald de lineaire bewegingssnelheid van het procesfront, hangt voornamelijk niet af van de begintemperatuur van de stof, maar van de hoeveelheid energie die vrijkomt tijdens de reactie, de voorwaarden voor de overdracht ervan naar de niet-gereageerde stof, en de kinetische kenmerken van de chemische transformatie die daarin plaatsvindt tijdens deze overdracht. Omdat het mechanisme van energieoverdracht tijdens verbranding en detonatie anders is (tijdens verbranding wordt thermische energie overgedragen door warmtegeleiding, tijdens detonatie speelt de schokgolf de hoofdrol), verschilt ook de voortplantingssnelheid van het proces en tijdens verbranding niet hoger zijn dan enkele centimeters per seconde voor gecondenseerde explosieven, en tijdens detonatie is het kilometers per seconde.

In overeenstemming met het verschil in de voortplantingssnelheid van het proces, verschilt het destructieve effect in verschillende vormen van de transformatie van explosieven aanzienlijk.

Langzame transformatie alleen in een gesloten volume kan leiden tot een verhoging van de druk tot aan de breuk van de schaal.

Verbranding Het is ook in staat om de druk alleen in een gesloten of halfgesloten volume aanzienlijk te verhogen. Dienovereenkomstig wordt dit proces gebruikt in gevallen waar te veel druk ongewenst is (raketkamers, vuurwapens, enz.).

NUCLEAIRE- waarbij kettingreacties van kernsplijting optreden met de vorming van nieuwe elementen. Momenteel worden twee soorten atoomenergie die vrijkomen tijdens een explosie geïmplementeerd:

transformatie van zware kernen in lichtere (radioactief verval en splijting van atoomkernen van uranium en plutonium);

vorming van zwaardere kernen uit lichte kernen (fusie van atoomkernen).

Bij explosies in de industrie wordt gebruik gemaakt van chemische explosies.

Een explosie is een veel voorkomend fysiek fenomeen dat een belangrijke rol heeft gespeeld in het lot van de mensheid. Het kan vernietigen en doden, maar ook nuttig zijn, een persoon beschermen tegen bedreigingen zoals overstromingen en asteroïde-aanvallen. Explosies verschillen in aard, maar in de aard van het proces zijn ze altijd destructief. Deze kracht is hun belangrijkste onderscheidende kenmerk.

Het woord "explosie" is bij iedereen bekend. De vraag wat een explosie is, kan echter alleen worden beantwoord op basis van waar dit woord voor wordt gebruikt. Fysiek is een explosie een proces van extreem snelle afgifte van energie en gassen in een relatief klein ruimtevolume.

De snelle expansie (thermisch of mechanisch) van een gas of andere substantie, zoals wanneer een granaat explodeert, veroorzaakt een schokgolf (hogedrukzone) die destructief kan zijn.

In de biologie betekent een explosie een snel en grootschalig biologisch proces (bijvoorbeeld een explosie in aantallen, een explosie in soortvorming). Het antwoord op de vraag wat een explosie is, hangt dus af van het onderwerp van studie. In de regel is het echter juist de klassieke explosie die ermee wordt bedoeld, die verder zal worden besproken.

Classificatie van explosies

Explosies kunnen een ander karakter hebben, kracht. Komt voor in verschillende omgevingen (inclusief vacuüm). Afhankelijk van de aard van het optreden kunnen explosies worden onderverdeeld in:

• fysiek (explosie van een gebarsten ballon, enz.);
• chemisch (bijvoorbeeld een explosie van TNT);
• nucleaire en thermonucleaire explosies.

Chemische explosies kunnen voorkomen in vaste, vloeibare of gasvormige stoffen, maar ook in luchtsuspensies. De belangrijkste bij dergelijke explosies zijn redoxreacties van het exotherme type of exotherme ontledingsreacties. Een voorbeeld van een chemische explosie is een granaatexplosie.

Fysieke explosies treden op wanneer de dichtheid van containers met vloeibaar gas en andere stoffen onder druk wordt geschonden. Ze kunnen ook worden veroorzaakt door de thermische uitzetting van vloeistoffen of gassen in de samenstelling van een vast lichaam, gevolgd door een schending van de integriteit van de kristalstructuur, wat leidt tot een scherpe vernietiging van het object en het optreden van een explosie-effect .

Explosiekracht

De kracht van explosies kan verschillen: van de gebruikelijke luide plof als gevolg van een gesprongen ballon of een ontploft vuurwerk tot gigantische kosmische explosies van supernova's.

De intensiteit van de explosie hangt af van de hoeveelheid energie die vrijkomt en de snelheid waarmee deze vrijkomt. Bij het evalueren van de energie van een chemische explosie wordt een indicator zoals de hoeveelheid vrijgekomen warmte gebruikt. De hoeveelheid energie bij een fysieke explosie wordt bepaald door de hoeveelheid kinetische energie van de adiabatische expansie van dampen en gassen.

door de mens veroorzaakte explosies

Bij een industriële onderneming zijn explosieve objecten niet ongewoon, en daarom kunnen daar ontploffingen als lucht, grond en intern (in een technische constructie) plaatsvinden. In de kolenmijnbouw zijn methaanexplosies niet ongewoon, wat vooral typisch is voor diepe kolenmijnen, waar om deze reden een gebrek aan ventilatie is. Bovendien hebben verschillende steenkoollagen een verschillend methaangehalte, en daarom is het explosiegevaar in de mijnen verschillend. Methaanexplosies zijn een groot probleem voor de diepe mijnen van Donbass, die meer controle en monitoring van de inhoud ervan in de mijnlucht vereisen.

Explosieve voorwerpen zijn containers met vloeibaar gemaakt gas of stoom onder druk. Ook militaire pakhuizen, containers met ammoniumnitraat en vele andere objecten.

De gevolgen van een explosie op het werk kunnen onvoorspelbaar zijn, ook tragische, waarbij het mogelijk vrijkomen van chemicaliën een leidende positie inneemt.

Het gebruik van explosies

Het explosie-effect wordt al lang door de mensheid gebruikt voor verschillende doeleinden, die kunnen worden onderverdeeld in vreedzaam en militair. In het eerste geval hebben we het over het creëren van gerichte explosies voor de vernietiging van te slopen gebouwen, ijsopstoppingen op rivieren, bij de winning van mineralen, in de bouw. Dankzij hen worden de arbeidskosten die nodig zijn voor de uitvoering van de taken aanzienlijk verlaagd.

Een explosief is een chemisch mengsel dat onder invloed van bepaalde, gemakkelijk te bereiken omstandigheden een heftige chemische reactie aangaat, waardoor snel energie en een grote hoeveelheid gas vrijkomen. Van nature is de explosie van zo'n stof vergelijkbaar met verbranding, alleen gaat het met een enorme snelheid.

Externe invloeden die een explosie kunnen veroorzaken zijn als volgt:

• mechanische schokken (bijvoorbeeld impact);
• een chemische component geassocieerd met de toevoeging van andere componenten aan het explosief die het begin van een explosieve reactie veroorzaken;
• temperatuureffecten (verhitting van het explosief of vonken erop);
• ontploffing van een nabijgelegen explosie.

De mate van reactie op externe invloeden

De mate van reactie van een explosief op een van de invloeden is uitsluitend individueel. Sommige soorten buskruit ontbranden dus gemakkelijk bij verhitting, maar blijven inert onder invloed van chemische en mechanische invloeden. TNT explodeert door de ontploffing van andere explosieven en is niet erg gevoelig voor andere factoren. Kwikfulminaat wordt ondermijnd door allerlei soorten inslagen en sommige explosieven kunnen zelfs spontaan exploderen, waardoor dergelijke verbindingen zeer gevaarlijk en ongeschikt voor gebruik zijn.

Hoe ontploft een explosief?

Verschillende explosieven exploderen op enigszins verschillende manieren. Buskruit wordt bijvoorbeeld gekenmerkt door een snelle ontstekingsreactie waarbij gedurende een relatief lange tijd energie vrijkomt. Daarom wordt het in militaire aangelegenheden gebruikt om snelheid te geven aan patronen en projectielen zonder hun granaten te breken.

Bij een ander type explosie (detonatie) plant de explosieve reactie zich met supersonische snelheid door de stof voort en is ook de oorzaak. Dit leidt ertoe dat er in zeer korte tijd en met een enorme snelheid energie vrijkomt, waardoor de metalen capsules van binnenuit uit elkaar worden gescheurd. Dit type explosie is typerend voor gevaarlijke explosieven zoals RDX, TNT, ammoniet, enz.

Explosieve soorten

Kenmerken van gevoeligheid voor externe invloeden en indicatoren van explosieve kracht maken het mogelijk om explosieven in 3 hoofdgroepen te verdelen: voortbewegen, initiëren en ontploffen. Onder werppoeder vallen verschillende soorten buskruit. Deze groep omvat explosieve mengsels met een laag vermogen voor vuurwerk en vuurwerk. In militaire aangelegenheden worden ze gebruikt voor de vervaardiging van verlichtings- en signaalraketten, als energiebron voor patronen en granaten.

Een kenmerk van het initiëren van explosieven is gevoeligheid voor externe factoren. Tegelijkertijd hebben ze een laag explosief vermogen en warmteafvoer. Daarom worden ze gebruikt als detonator voor spring- en voortstuwende explosieven. Ze worden zorgvuldig verpakt om zelfvernietiging te voorkomen.

Hoge explosieven hebben de hoogste explosieve kracht. Ze worden gebruikt als vulling voor bommen, granaten, mijnen, raketten, enz. De gevaarlijkste zijn hexogeen, tetryl en PETN. Minder krachtige explosieven zijn TNT en plastide. Een van de minst krachtige is ammoniumnitraat. Brisant-stoffen met een hoge explosieve kracht zijn ook gevoeliger voor invloeden van buitenaf, wat ze nog gevaarlijker maakt. Daarom worden ze gebruikt in combinatie met minder krachtige of andere componenten die leiden tot een afname van de gevoeligheid.

Explosieve parameters

In overeenstemming met de volumes en snelheid van energie- en gasafgifte, worden alle explosieven beoordeeld op basis van parameters als brisance en explosiviteit. Brisatness kenmerkt de snelheid van energieafgifte, die direct van invloed is op het destructieve vermogen van het explosief.

Explosiviteit bepaalt de omvang van het vrijkomen van gassen en energie, en daarmee de hoeveelheid arbeid die tijdens de explosie wordt geproduceerd.

In beide parameters is hexogen de leider, wat het gevaarlijkste explosief is.

Dus probeerden we de vraag te beantwoorden wat een explosie is. En ook beschouwd als de belangrijkste soorten explosies en classificatiemethoden voor explosieven. We hopen dat je na het lezen van dit artikel een algemeen idee hebt van wat een explosie is.

Een explosie is een snel stromend proces van fysische en chemische transformaties van stoffen, waarbij in een beperkt volume een aanzienlijke hoeveelheid energie vrijkomt, waardoor een schokgolf wordt gevormd en zich voortplant in de omringende ruimte, in staat om leiden of leiden tot een noodsituatie van door de mens veroorzaakte aard. Als gevolg van de explosie verandert de stof die het volume vult, in een zeer verwarmd gas of plasma met een zeer hoge druk, wat de vorming en voortplanting van een schokgolf in de omgeving veroorzaakt. Een explosie vindt plaats tijdens chemische reacties, een elektrische ontlading, blootstelling aan een lichtstraal (van een kwantumgenerator) op verschillende materialen, kernsplijting en fusiereacties.

De explosie wordt gebruikt in het leger (bij het uitvoeren van vijandelijkheden) en mijnbouw (bij mijnbouw), in de bouw (bij het maken van funderingen en het vernietigen van oude constructies), machinebouw (explosief lassen, explosief stampen), petrochemische industrie (bij het uitvoeren van technologische operaties, het creëren van ondergrondse opslagfaciliteiten), bij het vernietigen van chemisch en biologisch gevaarlijke stoffen, enz.

Onlangs zijn explosies een van de belangrijkste soorten terroristische aanslagen geworden. De schadelijke factoren van explosies zijn schoklicht, hitte en stralingsgolven die een bedreiging kunnen vormen voor het leven en de gezondheid van mensen, economische en andere voorzieningen kunnen beschadigen en een bron van noodsituaties kunnen worden.

Lees aanvullend materiaal:

Er zijn verschillende soorten explosies:

• fysieke explosie - veroorzaakt door een verandering in de fysieke toestand van materie. Door zo'n explosie verandert de stof in een gas met hoge druk en temperatuur;
• chemische explosie - veroorzaakt door de snelle chemische omzetting van stoffen, waarbij de potentiële chemische energie wordt omgezet in thermische en kinetische energie van uitzettende explosieproducten;
• nucleaire explosie - een krachtige explosie veroorzaakt door het vrijkomen van kernenergie, hetzij door een zich snel ontwikkelende kettingreactie van splijting van zware kernen, hetzij door een thermonucleaire fusiereactie van heliumkernen uit lichtere kernen;
• - opgetreden als gevolg van een overtreding van de productietechniek, fouten van onderhoudspersoneel of fouten gemaakt tijdens het ontwerp;
• stofexplosie - wanneer de initiële startpuls bijdraagt ​​aan de verstoring van stof of gas, wat leidt tot een daaropvolgende krachtige explosie;
• drukvat explosie - een explosie van een vat waarin onder hoge druk samengeperste gassen of vloeistoffen in werkende staat worden opgeslagen, of een explosie waarbij de druk toeneemt als gevolg van uitwendige verwarming of zelfontbranding van het resulterende mengsel in het vat;
• volume explosie - detonatie of deflagratie explosie van gas-lucht, stof-lucht en stof-gaswolken.

Als gevolg van de explosie. het resulterende hoogverhitte gas of plasma met zeer hoge druk werkt met grote kracht op de omgeving, waardoor deze in beweging komt. De beweging die wordt gegenereerd door de explosie, waarbij er een sterke toename is in druk, dichtheid en temperatuur van het medium, wordt een explosiegolf genoemd. Het stootgolffront plant zich met hoge snelheid door het medium voort, waardoor het door de beweging bestreken gebied snel uitzet. Het optreden van een explosiegolf is een kenmerkend gevolg van een explosie in verschillende media.

Als er geen medium is, d.w.z. de explosie vindt plaats in een vacuüm, de energie wordt omgezet in kinetische energie van de explosieproducten die met hoge snelheid in alle richtingen vliegen. Door middel van een explosiegolf (of rondvliegende producten in een vacuüm) veroorzaakt een explosie een mechanisch effect op objecten die zich op verschillende afstanden van de explosieplaats bevinden.

Naarmate u zich van de explosieplaats verwijdert, verzwakt het mechanische effect van de explosiegolf. Verschillende soorten explosies verschillen in de fysieke aard van de energiebron en de manier waarop deze wordt vrijgegeven. Typische voorbeelden zijn explosies van chemische explosieven. Ze hebben het vermogen tot snelle chemische ontbinding, waarbij de energie van intermoleculaire bindingen vrijkomt in de vorm van warmte. Ze worden gekenmerkt door een toename van de snelheid van chemische ontbinding bij toenemende temperatuur. Bij een relatief lage temperatuur verloopt de chemische ontleding zeer langzaam, zodat explosieve stoffen lange tijd geen merkbare verandering in hun toestand kunnen ondergaan. Hierbij ontstaat een thermisch evenwicht tussen de explosieven en de omgeving, waarbij continu vrijkomende kleine hoeveelheden warmte door warmtegeleiding buiten de stof worden afgevoerd.

Als er omstandigheden worden gecreëerd waaronder de vrijgekomen warmte geen tijd heeft om buiten het explosief te worden verwijderd, ontwikkelt zich door een temperatuurstijging een zelfversnellend proces van chemische ontbinding, dat een thermische explosie wordt genoemd. Omdat warmte wordt afgevoerd via het buitenoppervlak van het explosief en de afgifte ervan plaatsvindt in het gehele volume van de stof, kan het thermisch evenwicht ook worden verstoord door een toename van de totale massa van het explosief. Met deze omstandigheid wordt rekening gehouden bij het opslaan van explosieven.

Een ander proces voor de uitvoering van de explosie is mogelijk, waarbij de chemische transformatie zich achtereenvolgens door de explosieve stof voortplant, van laag naar laag in de vorm van een golf. Het voorste front van zo'n golf die met hoge snelheid beweegt, is een schokgolf - een scherpe (springachtige) overgang van een stof van zijn oorspronkelijke toestand naar een toestand met zeer hoge druk en temperatuur. Een door een schokgolf samengedrukte explosieve stof bevindt zich in een toestand waarin de chemische ontbinding zeer snel verloopt.

Hierdoor wordt het gebied waarin de energie vrijkomt geconcentreerd in een dunne laag grenzend aan het oppervlak van de schokgolf. Het vrijkomen van energie zorgt ervoor dat de hoge druk in de schokgolf op een constant niveau wordt gehouden. Het proces van chemische transformatie van een explosieve stof, die wordt geïntroduceerd door een schokgolf en gepaard gaat met een snelle afgifte van energie, wordt detonatie genoemd. Detonatiegolven planten zich met een zeer hoge snelheid door explosieven voort, waarbij ze altijd de geluidssnelheid in de oorspronkelijke substantie overschrijden. Zo zijn de detonatiegolfsnelheden in vaste explosieven enkele km/sec. Een ton vast explosief kan op deze manier in 10-4 seconden worden omgezet in een dicht gas met zeer hoge druk. De druk in de resulterende gassen overschrijdt de atmosferische druk met enkele honderdduizenden keren. De werking van een chemische explosieve explosie kan in een bepaalde richting worden versterkt door het aanbrengen van speciaal gevormde explosieve ladingen.

Kerntransformaties worden geassocieerd met meer fundamentele transformaties van stoffen. Bij een nucleaire explosie vindt de transformatie van atoomkernen van de oorspronkelijke stof in de kernen van andere elementen plaats, wat gepaard gaat met het vrijkomen van de bindingsenergie van elementaire deeltjes (protonen en neutronen) waaruit de atoomkern bestaat.

Het is gebaseerd op het vermogen van bepaalde isotopen van zware elementen van uranium of plutonium tot splijting, waarbij de kernen van de oorspronkelijke stof vervallen en kernen van lichtere elementen vormen. Bij de splitsing van alle kernen in 50 g uranium of plutonium komt dezelfde hoeveelheid energie vrij als bij de ontploffing van 1000 ton trinitrotolueen, zodat nucleaire transformatie een explosie van enorme kracht kan veroorzaken. De splitsing van de kern van een atoom van uranium of plutonium kan optreden als gevolg van de vangst van één neutron door de kern. Het is veelbetekenend dat als gevolg van splijting verschillende nieuwe neutronen worden geproduceerd, die elk de splijting van andere kernen kunnen veroorzaken.

Als gevolg hiervan zal het aantal delingen zeer snel toenemen (volgens de wet van meetkundige progressie). Als we aannemen dat bij elke splijtingsgebeurtenis het aantal neutronen dat de splijting van andere kernen kan veroorzaken, verdubbelt, dan wordt in minder dan 90 splijtingsgebeurtenissen een zodanig aantal neutronen gevormd dat voldoende is om de kernen in 100 kg uranium of plutonium. De tijd die nodig is voor de verdeling van deze hoeveelheid materie zal ~ 10-6 s zijn. Dit zichzelf versnellende proces wordt een kettingreactie genoemd. In werkelijkheid veroorzaken niet alle neutronen die bij splijting worden geproduceerd de splijting van andere kernen. Als de totale hoeveelheid splijtstof klein is, zullen de meeste neutronen ontsnappen zonder splijting te veroorzaken. Een splijtstof bevat altijd een kleine hoeveelheid vrije neutronen, maar er ontstaat pas een kettingreactie als het aantal nieuw gevormde neutronen groter is dan het aantal neutronen dat geen splijting veroorzaakt. Dergelijke omstandigheden worden gecreëerd wanneer de massa van splijtbaar materiaal de zogenaamde overschrijdt. kritieke massa. Een explosie treedt op wanneer afzonderlijke delen van de splijtstof (de massa van elk deel is kleiner dan de kritische) snel samensmelten met een totale massa die de kritische massa overschrijdt, of met sterke compressie, waardoor het oppervlak van de stof wordt verkleind en vermindert daardoor het aantal ontsnappende neutronen. Om dergelijke omstandigheden te creëren, wordt meestal een explosie van een chemisch explosief gebruikt.

Er is een ander type kernreactie - de fusie van lichte kernen, vergezeld van het vrijkomen van een grote hoeveelheid energie. De afstotende krachten van vergelijkbare elektrische ladingen (alle kernen hebben een positieve elektrische lading) verhinderen dat de fusiereactie voortgaat, daarom moeten de kernen voor een effectieve nucleaire transformatie van dit type een hoge energie hebben. Dergelijke omstandigheden kunnen worden gecreëerd door stoffen tot zeer hoge temperaturen te verhitten. In dit opzicht wordt het fusieproces dat plaatsvindt bij hoge temperatuur een thermonucleaire reactie genoemd. Bij de fusie van deuteriumkernen (een isotoop van waterstof 2H) komt bijna 3 keer meer energie vrij dan bij de splijting van dezelfde massa uranium. De temperatuur die nodig is voor fusie wordt bereikt bij een nucleaire explosie van uranium of plutonium. Dus als splijtstof en waterstofisotopen in hetzelfde apparaat worden geplaatst, kan een fusiereactie worden uitgevoerd, met een explosie van enorme kracht tot gevolg. Naast een krachtige explosiegolf gaat een nucleaire explosie gepaard met intense lichtuitstraling en doordringende straling.

Bij de hierboven beschreven soorten explosies zat de vrijgekomen energie aanvankelijk in de vorm van moleculaire of nucleaire bindingsenergie in materie. Er zijn explosies waarbij de vrijgekomen energie uit een externe bron wordt aangevoerd. Een voorbeeld van zo'n explosie is een krachtige elektrische ontlading in welk medium dan ook. Elektrische energie in de ontladingsspleet komt vrij in de vorm van warmte, waardoor het medium verandert in een geïoniseerd gas met hoge druk en temperatuur. Een soortgelijk fenomeen doet zich voor wanneer een krachtige elektrische stroom door een metalen geleider vloeit, als de stroomsterkte voldoende is om de metalen geleider snel in stoom te veranderen. Het explosieverschijnsel treedt ook op wanneer een stof wordt blootgesteld aan gerichte laserstraling. Als een van de soorten explosies kan men het proces van snelle afgifte van energie beschouwen als gevolg van de plotselinge vernietiging van de schaal die het hogedrukgas vasthield (bijvoorbeeld de explosie van een cilinder met gecomprimeerd gas). Een explosie kan optreden wanneer vaste lichamen botsen en met hoge snelheid naar elkaar toe bewegen, bijvoorbeeld met ruimtesnelheid. Tijdens een botsing wordt de kinetische energie van lichamen omgezet in warmte als gevolg van de voortplanting van een krachtige schokgolf door de stof die optreedt op het moment van botsing. De snelheden van de relatieve nadering van vaste lichamen, die nodig zijn om de stof bij een botsing volledig in damp te laten veranderen, worden gemeten in tientallen km/sec, en de daarbij ontstane drukken bedragen miljoenen atmosfeer.

In de natuur zijn er veel verschijnselen die gepaard gaan met explosies: krachtige elektrische ontladingen in de atmosfeer tijdens een onweersbui (bliksem), plotselinge vulkaanuitbarstingen, grote meteorieten die op het aardoppervlak vallen. Als gevolg van de val van de Tunguska-meteoriet (1907) vond er een explosie plaats, wat qua hoeveelheid vrijgekomen explosie-energie overeenkomt met ~ 107 ton trinitrotolueen.

V. hebben brede toepassing gevonden in wetenschappelijk onderzoek en in de industrie. Ze maakten het mogelijk om aanzienlijke vooruitgang te boeken in de studie van de eigenschappen van gassen, vloeistoffen en vaste stoffen bij hoge drukken en temperaturen. De studie van explosies speelt een belangrijke rol in de ontwikkeling van de fysica van niet-evenwichtsprocessen, die de verschijnselen van massa, momentum en energieoverdracht in verschillende media, de mechanismen van faseovergangen van materie, de kinetiek van chemische reacties, enz. Aan. Onder invloed van een explosie kunnen dergelijke toestanden van stoffen worden bereikt die met andere onderzoeksmethoden niet toegankelijk zijn. Krachtige compressie van het elektrische ontladingskanaal door middel van een explosie van een chemische stof maakt het mogelijk om in korte tijd magnetische velden van enorme intensiteit [tot 1,1 Ga/m (tot 14 miljoen Oe)] te verkrijgen. De intense emissie van licht tijdens de explosie van een chemisch explosief in een gas kan worden gebruikt om een ​​optische kwantumgenerator (laser) te exciteren. Onder invloed van hoge druk, die ontstaat tijdens de ontploffing van een explosief, worden explosief stampen, explosief lassen en explosief harden van metalen uitgevoerd.

Explosies worden veel gebruikt bij de exploratie van mineralen. Seismische golven die door verschillende lagen worden weerkaatst (elastische golven in de aardkorst) worden geregistreerd door seismografen. De analyse van seismogrammen maakt het mogelijk om een ​​conclusie te trekken over het voorkomen van olie, aardgas en andere mineralen. Explosies worden ook veel gebruikt bij het openen en ontwikkelen van minerale afzettingen. Vrijwel geen bouw van dammen, wegen en tunnels in de bergen kan zonder explosies.

Ongecontroleerde en ongeoorloofde explosies van welke aard dan ook zijn echter bronnen van noodsituaties en catastrofale situaties in de meeste potentieel gevaarlijke civiele en defensiefaciliteiten, wanneer gevaarlijke natuurlijke processen plaatsvinden op de aarde, de zon of andere ruimtevoorwerpen.

De belangrijkste methoden voor preventie en preventie van explosies. zijn veel van de methoden voor noodbescherming die zorgen voor een verhoogde explosieweerstand van gebouwen, constructies, drukvaten, pijpleidingen, mijnbouwfaciliteiten, militaire depots, graanschuren, residuen, productie van chemische en nucleaire explosieven.

De basis voor de rechtvaardiging van explosieweerstand is de algemene explosietheorie, die een idee geeft van alle schadelijke factoren die daarmee gepaard gaan.

Voldoende betrouwbare beschermingsmiddelen tegen explosies zijn onder meer bunkers, insluitingen, ruimtepakken die barrières vormen tegen schokken, hitte, lichtgolven en straling, evenals speciale systemen met georiënteerde multifocale vernietiging die schokgolven dempen.

De kwesties van liquidatie van de gevolgen van een explosie van verschillende aard en in verschillende omgevingen zijn een uitgebreid gebied van wetenschappelijk onderzoek en praktische ontwikkelingen van de leidende afdelingen van het land (het Ministerie van Defensie van Rusland, het Ministerie van Noodsituaties van Rusland, het Ministerie van Transport van Rusland, het Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen van Rusland, enz.), evenals academische en industriële onderzoeksinstituten, ontwerp- en technologische bureaus, toezichthoudende instanties van de overheid.