Ngày nay, tên của Alfred Nobel được biết đến ngay cả với trẻ em. Giải thưởng nổi tiếng, được thành lập bởi người đàn ông này, từ lâu đã là giấc mơ cuối cùng của bất kỳ nhà khoa học nào. Tuy nhiên, Nobel được biết đến nhiều hơn với những người cùng thời không phải là người bảo trợ nghệ thuật hay doanh nhân thành đạt, mà là một người đàn ông đã phát minh ra thuốc nổ. Bằng cách kinh doanh chất nổ này, Nobel đã tạo ra một khối tài sản khổng lồ, mà ông được sử dụng để thúc đẩy những thành tựu nổi bật trong các lĩnh vực khoa học và nghệ thuật khác nhau. Đó là cách giải thưởng Nobel xuất hiện.
Trong số tất cả các chất nổ được phát minh bởi con người, thuốc nổ có lẽ là nổi tiếng và phổ biến nhất. Ông được đại diện rộng rãi trong các bộ phim, sách và trò chơi máy tính, một số người phương Tây làm mà không có hộp thuốc nổ. Tuy nhiên, bất chấp sự phổ biến này, bạn khó có thể thành công trong việc câu cá bằng thuốc nổ ngày nay - chất nổ này gần như không bao giờ được sử dụng.
Thuốc nổ trở thành một cột mốc quan trọng trong sự phát triển của kinh doanh bùng nổ, chúng được sử dụng tích cực không chỉ cho nhu cầu quân sự. Họ đã dẫn đến một cuộc cách mạng thực sự trong khai thác, làm tăng đáng kể hiệu quả khai thác. Ở đỉnh cao của "sự phổ biến", thuốc nổ được sản xuất bởi hàng trăm doanh nghiệp trên toàn thế giới, tổng sản lượng đạt hàng chục nghìn tấn mỗi năm và số lượng thương hiệu thuốc nổ được sản xuất lên tới hàng trăm. Thuốc nổ đã trở nên phổ biến rộng rãi giữa các tổ chức khủng bố và tội phạm khác nhau.
Nếu chúng ta nói về định nghĩa chính xác, thì thuốc nổ là một nhóm hỗn hợp nổ nổ mạnh mẽ, thu được bằng cách trộn nitroglycerin với chất hấp phụ (chất hấp thụ). Ngoài chúng, với số lượng nhỏ trong thành phần của thuốc nổ bao gồm các chất khác. Thành phần như vậy làm cho chất nổ này khá ổn định và an toàn trong quá trình vận chuyển và lưu trữ. Thông thường nó được ép thành than bánh hình trụ và được bọc trong bao bì giấy hoặc bìa cứng. Vụ nổ chất nổ được thực hiện bằng cách sử dụng nắp nổ.
Ở Liên Xô, việc sản xuất thuốc nổ đã bị dừng lại trong thập niên 60.
Tính chất hóa lý của thuốc nổ
Thuốc nổ là một chất đậm đặc rắn có tính nhất quán của đất sét thông thường. Mật độ của nó là 1,4-1,5 g / cm3. Có một số lượng lớn các loại chất nổ khác nhau, khác nhau về thành phần hóa học của chúng: loại chất hấp phụ, lượng nitroglycerin và các chất phụ gia bổ sung. Theo đó, các tính chất cơ bản của chất nổ này là khác nhau. Thuốc nổ Xô Viết 62% (thành phần: nitroglycerin - 62%, colloxylin - 3,5%, natri nitrat - 35%, bột gỗ - 2,5%) có các đặc điểm sau:
- điểm chớp cháy - 205 ° C;
- tốc độ kích nổ - 6 nghìn m / s;
- nhiệt nổ - 1210 kcal / kg;
- nhiệt độ của sản phẩm nổ - 1210 kcal / kg;
- khối lượng sản phẩm nổ - 630 l / kg;
- nhị phân - 16 mm.
Tương đương TNT của chất nổ này là 1,2.
Thuốc nổ thực tế không hòa tan trong nước, nó không phản ứng với kim loại, nó cháy tốt. Đốt thường gây ra vụ nổ thuốc nổ. Chất nổ này không phù hợp để lưu trữ lâu dài và rất khắt khe về điều kiện của nó. Tuổi thọ hữu ích tối đa là một năm, cần phải tiết kiệm thuốc nổ ở nhiệt độ không quá +22 ° C và không dưới +10 ° C, trong phòng thông thoáng, được bảo vệ khỏi ánh sáng mặt trời.
Khi nhiệt độ giảm xuống +8 ° C, độ nhạy của chất nổ tăng lên đáng kể, nhưng nếu nhiệt kế tăng lên +30 ° C, nitroglycerin bắt đầu được giải phóng khỏi nó, điều này cũng gây ra hậu quả đáng buồn nhất. Thuốc nổ đông lạnh không thể bị phá vỡ, cắt, ném hoặc chịu bất kỳ tác động cơ học nào khác - với xác suất cao điều này có thể dẫn đến phát nổ.
Độ nhạy của các loại thuốc nổ khác nhau là khác nhau. Chất nổ 62% của Liên Xô phát nổ do tác động của tải trọng nặng 2 kg, giảm từ độ cao 25 cm. Độ nhạy cao là một trong những lý do chính khiến thuốc nổ gần như bị bỏ rơi hoàn toàn trong thời đại chúng ta.
Phân loại thuốc nổ
Thuốc nổ là một chất nổ có chứa nitroglycerin và chất hấp thụ (chất hấp phụ). Việc phân loại loại chất nổ này dựa trên lượng nitroglycerin, cũng như loại chất hấp phụ mà nó chứa.
Ban đầu, các chất nổ hỗn hợp (hoặc gur-thuốc nổ) đã được tạo ra, trong đó các loại chất hấp thụ trơ khác nhau đã được sử dụng: magiê carbonate và k Dieselguhr. Năm 1875, Nobel lần đầu tiên tổng hợp chất nổ gelatin hóa, sau này trở nên phổ biến. Thành phần của gelatin-thuốc nổ bao gồm dung dịch keo nitrocellulose trong nitroglycerin, bất kỳ chất oxy hóa (kali, natri hoặc canxi nitrat), phụ gia dễ cháy (ví dụ, bột gỗ) và chất ổn định.
Loại gelatin-thuốc nổ nổi tiếng nhất là cái gọi là thạch nổ - một hỗn hợp thực sự khủng khiếp với tốc độ phát nổ 8 nghìn m / s và sức nóng của vụ nổ 1550 kcal / kg. Tuy nhiên, chất này không ổn định và dễ nổ nên đã không được sử dụng trong một thời gian dài. Với sự giúp đỡ của thạch nổ, Hoàng đế Nga Alexander II đã bị giết bởi các nhà cách mạng cách mạng.
Tùy thuộc vào hàm lượng nitroglycerin, thuốc nổ được chia thành lãi suất cao và thấp. Nó càng lớn, chất nổ càng mạnh. Phổ biến nhất là 40-60% chất nổ, ở Liên Xô, chất nổ có hàm lượng nitroglycerin là 62% được sử dụng tích cực nhất.
Thành phần của thuốc nổ thường phụ thuộc vào mục đích của họ. Ví dụ, chất nổ trong các mỏ than đã sử dụng chất nổ có hàm lượng nitroglycerin thấp (từ 10 đến 40%), cũng như chứa một lượng phụ gia đáng kể để giảm nhiệt độ của vụ nổ. Thành phần này là cần thiết để ngăn chặn sự phát nổ của khí mêtan và bụi than trên mặt.
Gelatin-thuốc nổ có hàm lượng nitroglycerin cao (lên đến 90%) được sử dụng để nổ trong đất cực kỳ cứng. Cái gọi là thuốc nổ quân sự có chứa các chất phụ gia làm giảm độ nhạy cảm của chúng đối với căng thẳng cơ học. Thông thường đó là long não hoặc thạch dầu mỏ. Đối với công việc ở các vĩ độ phía bắc, cái gọi là thuốc nổ đông cứng, bao gồm nitroglycols, đã được sản xuất. Nó đóng băng ở −20 ° C.
Ai và khi phát minh ra thuốc nổ?
Trong hơn một nghìn năm, con người chỉ biết một loại chất nổ - bột đen. Và điều này đã cản trở nghiêm trọng tiến trình: xét cho cùng, chất nổ không chỉ cần thiết trong chiến tranh, với sự giúp đỡ của họ, họ mở đường hầm trong đá, nghiền nát đá và khai thác khoáng sản. Sự phát triển nhanh chóng của hóa học và các ngành khoa học chính xác khác cho phép các nhà khoa học vào cuối thế kỷ XVIII thu được axit picric và thủy ngân dễ bay hơi. Tuy nhiên, bước ngoặt thực sự trong sự phát triển của chất nổ là vào năm 1846, khi các nhà hóa học châu Âu ngay lập tức phát hiện ra hai loại chất nổ mạnh mẽ - nitroglycerin và nitrocellulose. Chất đầu tiên "cho" bột nitroglycerin và thuốc nổ thế giới, và chất thứ hai - bột pyroxylin và pyroxylin.
Nitroglycerin là một chất nổ mạnh mẽ với đặc tính nổ mìn tuyệt vời. Ngoài ra, các sản phẩm của vụ nổ chất này là vô hại đối với con người. Tất cả điều này làm cho nitroglycerin gần như là một ứng cử viên lý tưởng để sử dụng trong quá trình nổ mìn dưới lòng đất. Tuy nhiên, có một con ruồi khổng lồ trong thuốc mỡ mật ong: độ nhạy cao nhất được thực hiện với loại chất nổ này đơn giản là không thể. Nitroglycerin phát nổ từ các tác động cơ học nhỏ nhất, đôi khi một vụ nổ xảy ra và không có lý do rõ ràng nào. Sau một số vụ tai nạn với số lượng lớn nạn nhân, làm việc với nitroglycerin đã bị cấm. Các nhà hóa học phải học cách "quản lý" chất nổ này hoặc hoàn toàn từ bỏ việc sử dụng nó.
Năm 1864, nhà máy Nobel đầu tiên sản xuất nitroglycerin vừa bay vào không khí. Năm người đã thiệt mạng, trong đó có em trai của một nhà hóa học, lúc đó chưa tròn hai mươi tuổi.
Theo một truyền thuyết phổ biến, thuốc nổ được phát minh ra một cách tình cờ. Được cho là Nobel đã vận chuyển nitroglycerin trong chai, một trong số đó đã bị rò rỉ, và chất này có trên k Dieselgur (đây là một loại đá trầm tích núi). Sau đó, nhà phát minh đã chú ý đến anh ta.
Trên thực tế, Nobel trong một thời gian dài đã nghiên cứu các vật liệu hấp thụ khác nhau và tương tác của chúng với nitroglycerin. Kizelgur cho thấy kết quả tốt nhất, sau đó, nhà khoa học đã hoàn thiện công nghệ sản xuất thuốc nổ mới trong vài năm, và vào năm 1866 đã trình bày nó với thế giới.
Việc phát hiện ra chất nổ đã khiến gần như hoàn toàn từ bỏ việc sử dụng nitroglycerin ở dạng nguyên chất. Chất nổ mới an toàn hơn nhiều, những người đương thời gần như ngay lập tức đánh giá phát minh này.
Năm 1867, Nobel đã đề xuất sử dụng thuốc nổ để trang bị đạn pháo, nhưng ý tưởng này đã bị quân đội từ chối vì mức độ nguy hiểm cao đối với các binh sĩ của chính họ.
Chỉ trong vài năm, sản xuất thuốc nổ đã tăng từ hàng chục đến vài nghìn tấn mỗi năm. Chất nổ này được sử dụng tích cực bởi cả hai bên của cuộc xung đột trong cuộc chiến tranh Pháp-Phổ.
Năm 1875, Nobel đã phát hiện ra phương pháp hồ hóa chất nổ, được công nghiệp hóa từ năm 1878. Những chất nổ này đã được sử dụng tích cực trong quá trình xây dựng các đường hầm trên dãy Alps, nó là chất nổ mới giúp nó có thể hoàn thành công việc vài năm trước đó. Một lợi thế quan trọng của chất nổ này là nó không sợ nước, do đó, một vụ nổ chất nổ cũng có thể được sử dụng trong các hoạt động dưới nước.
Trước khi bắt đầu nghiên cứu về chất nổ gelatin, Nobel đã viết lại ý chí của mình. Thực tế này cho một ý tưởng rõ ràng về mức độ nguy hiểm khi làm việc với nitroglycerin.
Đã có những nỗ lực tạo ra các loại bột mới trên cơ sở thuốc nổ, nhưng chúng không thành công. Nói chung, cần lưu ý rằng chất nổ này không tìm thấy chính nó trong các vấn đề quân sự, bởi vì nó rất nhạy cảm với các tác động bên ngoài.
Thời hoàng kim của việc sử dụng thuốc nổ rơi vào những năm 20 của thế kỷ trước. Vào thời điểm này trên thế giới mỗi năm sản xuất hàng trăm ngàn tấn chất nổ này. Ở một số nước, thuốc nổ vẫn là loại chất nổ công nghiệp chính cho đến giữa thế kỷ trước. Tuy nhiên, dần dần loại chất nổ này bắt đầu được thay thế bằng chất nổ dựa trên nitrat.
Thuốc nổ vẫn đang được sản xuất cho đến ngày nay, nhưng thị phần của họ trong sản xuất thuốc nổ toàn cầu là không đáng kể.
