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硝化甘油为什么会那么容易的爆炸?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2021-05-26 09:22:09

硝化甘油为什么会那么容易的爆炸?与三硝基甲苯(TNT)等最常用的烈性炸药不同的是,硝酸甘油可以在多种条件下被引爆。三硝基甲苯只有在能量超过某一阈值的冲击波或起爆波触发时才会引爆。

硝化甘油为什么会那么容易的爆炸?

在充分分解后,尤其是在高温下,可自发起爆。它可以像其他烈性炸药一样在震动中爆炸产生爆震波,作为一种液体,它有两种不同的爆震波速度,一种慢速,一种快速。它可以在相当适中的机械应力下爆炸,特别是部分冻结时。它还经历了气泡爆炸的现象——液体中微小的气泡使其对撞击极为敏感。

在所有炸药中,硝化甘油还有一个独特的特性,它足够稳定,可以大量生产——它最小的临界直径只有0.08毫米。对于烈性炸药来说,更典型的临界直径大概是80毫米。

这是什么意思?爆炸,虽然它在很短的时间内释放出惊人的能量,而且一旦启动,看起来几乎是不可抗拒的,但在物理上是一种相当微妙的现象。它只在很窄的条件下发生。用非炸药(包括空气、泡沫炸药)稀释超过中等量的炸药将会熄灭爆炸。在不太敏感的烈性炸药中,小碎片可能不可能被引爆。

硝化甘油为什么会那么容易的爆炸?

原因是,爆炸需要非常高的能量密度在爆炸前线使它发生。如果稀释过了密度就会降得太低爆炸就会消失。能量也会从任何有限电荷的侧面流失。当这种情况发生时,能量会从爆炸前沿的中心流出。如果能量损失太多,爆炸就会消失。面积体积比越大,能量损失越快。

圆柱形装药的直径是临界直径,在那里爆炸是勉强维持的。它的大小是它对能量输入的爆炸敏感性的测量。小直径意味着非常小的能量输入。

硝化甘油为什么会那么容易的爆炸?在这方面,它类似于起爆炸药,这种炸药对起爆非常敏感,很容易通过加热引爆。这些炸药的临界直径也很小,但比NG大。叠氮化铅是一种性能最好的主要炸药,它的临界直径是0.4毫米,是它的五倍。

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有一些结构相关的炸药具有相似的性质。NG是一种硝化糖醇(多元醇),其他糖醇(乙二醇、二甘醇、甘露醇、赤藓糖醇、季戊四醇等)也相当敏感。硝基甘露醇太敏感,不能用作散装炸药,ETN也一样。季戊四醇硝酸酯(PETN)是一类具有对称结构且本质稳定的基团中最不敏感的。PETN的临界直径小于0.3 mm的叠氮化铅,但仍是NG的4倍。

似乎当这些炸药的温度超过某个适中的阈值时,即使是在很小的范围内,也会触发自我强化的崩溃——最初的热爆炸迅速发展为冲击波驱动的爆炸。

气泡就是这样引爆NG的。当它们被压力波压缩时,即使是一个非常大的声音,它们也会被绝热加热。一个微小的气泡可以被大大压缩,从而在很小的范围内产生短暂的高温。但这足以引发连锁反应分解进而引发爆炸。
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