Самый громкий бах: какая взрывчатка мощнее всех — Наука
Шведский изобретатель и химик Альфред Нобель 25 ноября 1867
года запатентовал динамит — взрывчатое вещество из смеси нитроглицерина и диатомита
быстро стало популярным и широко применялось до середины XX века. Однако поиски более мощной
взрывчатки никогда не прекращались, а новые разрушительные химические составы
вскоре оставили динамит далеко позади.
Тротил
Одно из самых известных взрывчатых веществ открыл немецкий
химик Юлиус Вильбранд в 1863 году. Тринитротолуол отличается достаточной
мощностью и устойчивостью к внешним воздействиям, этим он завоевал популярность
среди военных. С 1902 года тротил вытеснил пикриновую кислоту в армиях Германии
и США, став основным наполнителем боеприпасов.
Фото: Lance Cpl. Jose Lujano
Тротил менее чувствителен к трению и нагреванию, чем динамит, он загорается только при температуре 290 градусов по Цельсию. Для взрыва обычно необходимо использование детонатора. Сегодня тротил остается одним из самых распространенных взрывчатых веществ, а также используется в качестве универсальной единицы вычисления мощности взрыва.
Гексоген
Немецкий ученый Ганс Геннинг еще в 1899 году запатентовал лекарство гексоген — для лечения воспаления в мочевых путях. Лечебный эффект у него был, но медики вскоре потеряли к нему интерес из-за сильной побочной интоксикации. Однако в 1920 году выяснилось, что гексоген — мощнейшая взрывчатка, существенно превосходящая тротил.
По скорости детонации гексоген опережал все остальные
известные на тот момент взрывчатки. Сегодня гексоген остается одним из наиболее востребованных
взрывчатых веществ. Так, знаменитая взрывчатка С-4 (пластит) на 91 % состоит из
гексогена, остальное — пластификаторы.
Октоген
Американские химики впервые получили это вещество в качестве побочного продукта одного из процессов получения гексогена в 1941 году. Через несколько лет октогеном заинтересовались в Пентагоне — оказалось, что новая взрывчатка мощнее гексогена. Считается, что октоген по своей разрушительной мощи превосходит тротил в четыре раза.
- При взрыве килограмма тротила выделяется в шесть–восемь раз меньше энергии, чем при сгорании килограмма угля, эффект разрушения достигается за счет того, что энергия при взрыве выделяется в десятки миллионов раз быстрее, чем при горении.
Однако процесс производства такой взрывчатки на тот момент был дороже по сравнению с гексогеном, поэтому вытеснить его новое вещество не смогло, хотя американская армия применяла новинку во Вьетнаме. Только в 1980-х ученые придумали эффективную и недорогую технологию синтеза октогена.
CL-20
Одно из самых мощных на сегодня взрывчатых веществ появилось
в недрах секретных лабораторий Пентагона в 1986 году.
Взрывчатка примерно на
40% эффективнее октогена. Считается, что всего один килограмм CL-20 вызывает
разрушения, на которые требуется 20 килограммов тротила.
Фото: Senior Airman Rusty Frank
Массовое внедрение CL-20 сдерживается высокой ценой, а также низкой устойчивостью к ударам. Военные США смешивают CL-20 с октогеном в соотношении 2:1, получается взрывчатка с высочайшей скоростью детонации, большой плотностью и высокой стабильностью. Перспективной сферой применения CL-20 может стать использование в качестве ракетного топлива.
Полимерный азот
Идеальной взрывчаткой могло бы стать соединение, в котором присутствуют только атомы азота. Создание такого полимерного азота ученые предсказали еще в начале 90-х. Впервые вещество экспериментально получили в 2004 году в России, однако для его синтеза требуется давление свыше миллиона атмосфер, что исключает практическое применение такой взрывчатки.
Ученые продолжают поиски самого лучшего взрывчатого вещества
— согласно прогнозам, некоторые виды нитридов, в которых несколько атомов азота
особым образом соединены с атомами хрома, циркония или гафния, могут обладать
чудовищным энергетическим потенциалом, схожим с полимерным азотом.
Какая взрывчатка самая страшная — Рамблер/субботний
С тех пор как изобрели порох не прекращается мировая гонка за самую мощную взрывчатку. Актуально это и сегодня, несмотря на появление ядерного оружия.
Фото: Русская семеркаРусская семерка
Гексоген – взрывоопасное лекарство
Видео дня
Еще в 1899 году для лечения воспаления в мочевых путях немецкий химик Ганс Геннинг запатентировал лекарство гексоген – аналог известного уротропина. Но вскоре медики потеряли к нему интерес из-за побочной интоксикации. Только через тридцать лет выяснилось, что гексоген оказался мощнейшим взрывчатым веществом, причем, более разрушительным, чем тротил. Килограммовая взрывчатка гексогена произведет такие же разрушения, как и 1.25 килограмм тротила.
Специалисты-пиротехники в основном характеризуют взрывчатые вещества фугасностью и бризантностью. В первом случае говорят об объеме газа, выделенного при взрыве. Мол, чем он больше, тем мощнее фугасность. Бризантность, в свою очередь, зависит уже от скорости образования газов и показывает, как взрывчатка может дробить окружающие материалы.
10 грамм гексогена при взрыве выделяют 480 кубических сантиметров газа, тогда как тротил – 285 кубических сантиметров. Иными словами, гексаген в 1.7 мощнее тротила по фугасности и динамичнее в 1,26 раза по бризантности.
Однако в СМИ чаще всего использует некий усредненный показатель. Например, атомный заряд «Малыш», сброшенный 6 августа 1945 года на японский город Хиросима, оценивают в 13-18 килотонн в тротиловом эквиваленте. Между тем это характеризует не мощность взрыва, а говорит о том, сколько необходимо тротила, чтобы выделилось столько же тепла, как и при указанной ядерной бомбардировке.
Октоген — полмиллиарда долларов на воздух
В 1942 году американский химик Бахманн, проводя опыты с гексогеном, случайно обнаружил новое вещество октоген, причем в виде примеси. Свою находку он предложил военным, однако те отказались. Между тем, через несколько лет, после того, как удалось стабилизировать свойства этого химического соединения, в Пентагоне всё же заинтересовались октогеном.
Правда, в чистом виде в военных целях он широко не применялся, чаще всего в литьевой смеси с тротилом. Эта взрывчатка получила название «октолом». Она оказалась на 15% мощнее гексогена. Что касается её эффективности, то считается, что один килограмм октогена произведет столько же разрушений, что и четыре килограмма тротила.
Впрочем, в те годы производство октогена было в 10 раз дороже изготовления гексогена, что сдерживало его выпуск в Советском Союзе. Наши генералы подсчитали, что лучше произвести шесть снарядов с гексогеном, чем один – с октолом. Именно поэтому так дорого обошелся американцам взрыв склада боеприпасов во вьетнамском Куи-Нгоне в апреле 1969 года. Тогда официальный представитель Пентагона заявил, что из-за диверсии партизан ущерб составил 123 миллиона долларов, или примерно 0.5 млрд. долларов в нынешних ценах.
В 80-х годах прошлого века после того, как советские химики, в том числе и Е.Ю. Орлова, разработали эффективную и недорогую технологию синтеза октогена, в больших объемах он стал выпускаться и у нас.
Астролит – хорош, но дурно пахнет
В начале 60-х прошлого века американская компания EXCOA презентовала новое взрывчатое вещество на основе гидразина, заявив, что оно в 20 раз мощнее тротила. Прибывших на испытания генералов Пентагона сбил с ног жуткий запах заброшенного общественного туалета. Впрочем, они были готовы его потерпеть. Однако ряд тестов с авиабомбами, заправленными астролитом А 1-5 показал, что взрывчатка оказалось лишь в два раза мощнее тротила.
После того, как чиновники Пентагона забраковали эту бомбу, инженеры из EXCOA предложили новую версию этого взрывчатого вещества уже под маркой «АСТРА-ПАК», причем для рытья окопов методом направленного взрыва. На рекламном ролике солдат тонкой струйкой поливал землю, а затем из укрытия детонировал жидкость. И окоп в человеческий рост – был готов. По своей инициативе компания EXCOA выпустила 1000 комплектов такой взрывчатки и отправила на вьетнамский фронт.
В реальности всё закончилось грустно и анекдотично. Полученные окопы источали такой отвратительный запах, что американские солдаты стремились их покинуть любой ценой, невзирая на приказы и опасность для жизни. Те же, кто оставался, теряли сознание. Неиспользованные комплекты военнослужащие за свой счет отправили назад – в офис фирмы EXCOA.
Взрывчатка, которая убивает своих
Наряду гексогеном и октогеном, классикой взрывчатых веществ считают трудно произносимый тетранитропентаэритрит, который чаще называют тэном. Однако из-за высокой чувствительности он так и не получил широкого применения. Дело в том, что для военных целей важна не столько взрывчатка, которая разрушительнее других, сколько – та, которая при этом не взрывается от любого прикосновения, то есть с низкой чувствительностью.
Особенно придирчиво к этому вопросы относятся американцы. Именно они разработали натовский стандарт STANAG 4439 для чувствительности взрывчатки, которая может использоваться в военных целях. Правда, это произошло уже после череды тяжелейших инцидентов, в числе которых: взрыв склада на американской базе ВВС «Бьен-Хо» во Вьетнаме, стоивший жизни 33 техникам; катастрофа на борту авианосца «Форрестол», в результате которой было повреждено 60 самолетов; детонация в хранилище авиационных ракет на борту авианосца «Орискани» (1966 года) тоже с многочисленными жертвами.
Китайский разрушитель
В 80 годах прошлого века было синтезировано вещество трициклическая мочевина. Считается, что первыми, кто получил эту взрывчатку, были китайцы. Тесты показали огромную разрушительную силу «мочевины» — один её килограмм заменял двадцать два килограмма тротила.
Эксперты соглашаются с такими выводами, поскольку «китайский разрушитель» имеет самую большую плотность из всех известных взрывчатых веществ, и при этом обладает максимальным кислородным коэффициентом. То есть, во время взрыва стопроцентно сжигается весь материал. Кстати, у тротила он равен 0.74.
В реальности трициклическая мочевина не годится для военных действий, прежде всего, из-за плохой гидролитической стойкости. Уже на следующий день при стандартном хранении она превращается в слизь. Впрочем, китайцам удалось получить другую «мочевину» — динитромочевину, которая хоть и хуже по фугасности, чем «разрушитель», но тоже относится к одному из самых мощных взрывчатых веществ. Сегодня ее выпускают американцы на своих трех пилотных установках.
Мечта пироманов – CL-20
Взрывчатка CL-20 на сегодня позиционируется, как одна из самых мощных. В частности, СМИ, в том числе и российские, утверждают, что один кг CL-20 вызывают разрушения, на которые требуется 20кг тротила.
Интересно, что деньги на разработку СL-20 Пентагон выделил лишь после того, как в американской прессе появилось сообщение, что такую взрывчатку уже сделали в СССР. В частности один из докладов на эту тему назывался так: «Возможно, это вещество разработано русскими в институте Зелинского».
В реальности в качестве перспективного взрывчатого вещества американцы рассматривали другую взрывчатку, впервые полученную в СССР, а именно диаминоазоксифуразан. Наряду с высокой мощностью, значительно превосходящей октоген, оно обладает низкой чувствительностью. Единственное, что сдерживает его широкое применение – отсутствие промышленных технологий.
5 самых мощных неядерных взрывчатых веществ всех времен
ШаттерстокХимический трициклический пероксид ацетона, или ТАТФ, был получен случайно в результате химического эксперимента. Но хотя TATP, о котором идет речь, стал неприятным сюрпризом — министерство обороны было вынуждено провести контролируемую утилизацию — по всему миру есть много лабораторий, которые разрабатывают и производят взрывчатые вещества для интереса и применения. Вот пять из этих неядерных химикатов, которые взрываются из-за быстрого выделения газа.
TNT
Одним из наиболее известных взрывоопасных химических веществ является тринитротолуол, или TNT, который широко использовался в видеоиграх и фильмах. Его часто ошибочно принимают за динамит, возможно, из-за примеров путаницы в популярной культуре, таких как песня AC/DC TNT с такими словами, как «I’m TNT. Я динамит».
ТНТ представляет собой твердое вещество желтого цвета, впервые полученное в качестве красителя в 1863 году. Он не взрывается самопроизвольно, с ним очень легко и удобно обращаться, поэтому его взрывоопасные свойства были обнаружены немецким химиком Карлом Хойссерманном только спустя 30 лет в 1891 году.
Тротил можно даже расплавить и залить в сосуды без малейшего волнения, но он взорвется с помощью детонатора – и с большой силой, так как нитрогруппы в молекуле быстро превращаются в газообразный азот. Это делает его идеальным для использования при контролируемом сносе, когда взрывчатое вещество может быть заложено и взорвано по плану (например, горняками), что делает его относительно «безопасным» взрывчатым веществом. Он также используется в качестве «стандартной меры» для бомб, поэтому «взрывоопасность» других химических веществ часто измеряется относительно тротила.
TATP
Химическое вещество TATP принадлежит к группе молекул, называемых пероксидами, которые содержат слабые и нестабильные кислородно-кислородные связи и не встречаются в тротиле. Это означает, что TATP намного менее стабилен и более склонен к спонтанному взрыву.
ТАТП Шпатель Царь/commonswiki TATP также известен как «мать Сатаны» и не без оснований — известно, что его взрывы примерно на 80% мощнее тротила, но с этим веществом гораздо сложнее обращаться. Сильного толчка или удара достаточно, чтобы вызвать взрыв, а это значит, что довольно легко случайно взорвать себя в процессе его изготовления — и веская причина эвакуировать свой химический отдел, если это случайно сделано.TATP также привлек большое внимание средств массовой информации, потому что его легко изготовить и он регулярно использовался в самодельных взрывных устройствах (СВУ), связанных с террористическими атаками, такими как взрывы 7/7 в Лондоне в 2005 году.
RDX
RDX является «азотным взрывчатым веществом», что означает, что его взрывные свойства обусловлены наличием многих связей азот-азот, а не кислородом. Эти связи чрезвычайно нестабильны, так как атомы азота всегда стремятся собраться вместе, чтобы произвести газообразный азот из-за тройной связи в газообразном азоте. И чем больше азот-азотных связей имеет молекула, как у гексогена, тем она обычно более взрывоопасна.
Поскольку тротил не содержит нестабильных азот-азотных связей, гексоген обладает большей мощностью, но его часто смешивают с другими химическими веществами для достижения различных эффектов, таких как снижение чувствительности и вероятность неожиданного взрыва. Он также широко используется при контролируемом сносе зданий.
ТЭН
Одним из самых мощных взрывоопасных химических веществ, известных нам, является ТЭН, который содержит нитрогруппы, подобные таковым в тротиле и нитроглицерину в динамите. Но присутствие большего количества этих нитрогрупп означает, что он взрывается с большей силой. Однако, несмотря на его мощные взрывы, заставить это химическое вещество взорваться в одиночку довольно сложно, поэтому его обычно используют в сочетании с тротилом или гексогеном.
ТЭН регулярно использовался во время Второй мировой войны для создания детонаторов с мостовой проволокой, которые используют для детонации электрические токи. В настоящее время он также используется в детонаторах с мостовой проволокой в ядерном оружии.
Его относительно низкая токсичность и лечебные свойства в качестве сосудорасширяющего средства (может расширять кровеносные сосуды) также означают, что он используется для лечения стенокардии — но не волнуйтесь, вы не взорветесь.
Азироазид азид
Одним из наименее стабильных взрывчатых веществ азота является азироазид азид, который имеет 14 атомов азота, причем большинство из них связаны друг с другом последовательными нестабильными азот-азотными связями, что делает их склонными к взрыву. Вы никогда не увидите такие молекулы в природе из-за их невероятной нестабильности, но они были созданы в немецкой исследовательской лаборатории группой Томаса Клапетке совсем недавно, в 2011 году.0003 Многие взрывчатые вещества были разработаны для военных и других конкретных целей. Шаттерсток
Попытки прикоснуться к этому химическому веществу или взять его в руки (а некоторые даже могут сказать, что даже смотрят на него) могут привести к его детонации, разрыву этих связей и превращению их в несколько молекул быстро расширяющегося газообразного азота. В результате реакции выделяется огромное количество тепла, поэтому для испытаний когда-либо было синтезировано лишь небольшое количество этого химического вещества, которое во многих случаях взрывалось внутри дорогостоящего аналитического оборудования. Нужно быть довольно сумасшедшим, чтобы создавать большие суммы и объяснять, почему он еще не нашел применения.Этот список ни в коем случае не является исчерпывающим – в распоряжении химиков и промышленников имеется множество других взрывоопасных химикатов. Но на сегодняшний день это одни из самых известных и опасных неядерных химикатов. Вы будете рады узнать, что многие из них было бы сложнее создать случайно, чем TATP, и мы обычно можем предсказать и избежать реакций, которые могут их вызвать.
Взрывчатка на 25% мощнее тротила, найденная в первом исследовании энергетических изомеров | Исследования
Стерео- и региохимия влияют на взрывной потенциал соединений
«Ну, вы просто собираетесь взорвать его, стереохимия и региохимия не будут иметь значения». исследование изомеров энергичных циклобутанов. Среди соединений исследователи обнаружили ракетное топливо с температурой замерзания намного ниже, чем у обычно используемого нитропентаглицерина, и твердое взрывчатое вещество, на 25% более мощное, чем тринитротолуол (ТНТ).
С момента своего открытия более 150 лет назад тротил был самым современным, когда речь шла о расплавляемых взрывчатых веществах, то есть о соединениях, которые плавятся при температуре ниже 100°C и затем могут быть залиты в формы. Но тротил токсичен, производит много отходов во время производства и «по сравнению с CL-20, октогеном или гексогеном — полный проигрыш», — говорит исследователь в области энергетики Адам Матцгер из Мичиганского университета, США, который не участвовал в исследованиях. изучение. Ученые давно ищут альтернативы тротилу — соединения, обладающие более высокой взрывной силой, но при этом пригодные для плавления.
Группа под руководством Джесси Сабатини из Исследовательской лаборатории армии США и Фила Бэрана из Исследовательского института Скриппса продемонстрировала, что они могут точно настраивать свойства взрывчатых веществ, просто изменяя пространственное расположение их атомов.
Хотя это не является неожиданностью для химиков-синтетиков, это удивляет многих, работающих в области энергетики, говорит Сабатини. Здесь стерео- и региохимия игнорируются, поскольку часто предсказывается, что изомеры обладают аналогичной взрывной силой.
Источник: © Американское химическое общество, 2019 г. и два региоизомера 1,2,3,4-тетракис-(нитроксиметил)циклобутана. Единственная жидкость из группы — один из стереоизомеров — имеет температуру замерзания ниже —40°C, что делает ее пригодной в качестве ракетного топлива. Он менее чувствителен к ударам и имеет более высокую плотность, чем обычный пластификатор-вытеснитель нитропентаглицерин, который замерзает уже при -3°C.
Но больше всего исследователи заинтересовались одним из региоизомеров. Оказалось, что у него давление детонации на 25% выше, чем у тротила, и температура плавления, которая ставит его в диапазон плавления.
«Я ожидал, что недвижимость изменится, но не так резко, как здесь, — говорит Матцгер.