výbušniny

výbušniny

Za výbušniny se považují látky (sloučeniny nebo směsy) v tuhém nebo kapalném stavu, které mají vlastnosti trhavin, střelivin nebo výbušných pyrotechnických složí.Výbuch je rychlý fyzikální nebo fyzikálně-chemický jev, při kterém dochází k náhlému uvolnění energie. Výbuch je charakterizovaný okamžitým porušením rovnovážného stavu určitého hmotného systému, přičemž přechod látky, nebo soustavy látek z původního rovnovážného stavu do nového probíhá vysokou rychlostí za současné přeměny její vnitřní energie na mechanickou práci, která se projevuje destruktivním účinkem na okolí nebo pohybem jiného druhu. V epicentru výbuchu dochází k prudkému nárůstu tlaku a teploty. Mechanickou prací výbuchu na okolí vykonávají prudce se rozpínající stlačené plyny. Výbuch je teda možné definovat jako velmi rychlou přeměnu hmotného systému doprovázenou tvorbou plynů pod vysokým tlakem. Výbuch je zpravidla doprovázen zvukovým, tepelným a světelným efektem.
Příčiny výbuchu (náhlého rozpínání plynů) mohou být různé. Jsou to nejčastěji:

a) náhlá změna fyzikálního systému – fyzikální výbuch

b) rychlá exotermická chemická reakce probíhající za tvorby velmi stlačených plynných zplodin – chemický výbuch

c) rychlé nukleární reakce – atomový nebo termonukleární výbuch

 

V trhací technice, pyrotechnice a ohňostrojích má dominantní postavení chemická výbušná přeměna, kde uvolněná energie se využívá na vykonání trhací prací nebo na vyvolání světelných nebo zvukových efektů.

     Chemický výbuch je podmíněný:

 

a) velkou rychlostí chemické přeměny

b) exotermickým charakterem chemické reakce

c) samovolným šířením reakce

d) možností přeměny tepelné energie na mechanickou

Výbušnina musí být schopna vyvinout plyny pod vysokým tlakem ve velmi krátkém čase. I když se při rozkladě látky uvolňuje velké množství energie a vzniká velké množství plynů, které se mohou volně šířit do okolí, nedochází k prudkému nárůstu tlaku a výbuch nevznikne. Charakteristickou vlastností výbuchu tedy není celkové množství výbuchem uvolněné energie, ale množství energie uvolněné za jednotku času tj. Výkon.

Při výbušné chemické přeměně se úsilí uvolnit energie, tj chemická reakce musí být exotermická. Pokud pro chemickou přeměnu látky je třeba dodávat energii zvenku (endotermická reakce), nemůže být takováto přeměna provázena výbuchem. Výbušninami mohou být pouze takové látky, při kterých chemické přeměně se uvolňuje energie ve formě tepla.

K vzniku výbuchu v nějaké látce je potřebné, aby v některé její části došlo následkem počátečního impulzu (inicializace) k výbušné přeměně. Aby se příslušná látka mohla považovat za výbušninu musí se iniciovaná výbušná přeměna šířit v látce samovolně. Samovolné šíření výbušné přeměny závisí od rychlosti chemické přeměny, od množství uvolněné energie a v neposlední řadě i od velikosti a geometrických rozměrech nálože výbušniny. Pokud například i velmi brizantní výbušnina je umístěná v náloži o malém průměru, může se samovolné šíření výbušné přeměny zastavit i v případě, že nálož je iniciovaná rozbuškou. V takovém případě dojde k výbušné přeměně pouze v bezprostředním okolí inicializace. Ve zbytku nálože je výbuch nedokonalý, resp dojde jen k vyhoření náplně.

 

Požadavek možnosti přeměny tepelné energie na mechanickou je při chemické výbušné přeměně zabezpečovaná vznikem plynných výbuchových zplodin, které v průběhu velmi krátkého časového trvání výbuchu (např. stotisícina sekundy) nemůže ihned expandovat do okolního prostoru a v místě výbuchu narůstá tlak. Teplo, které se při reakci uvolní zahřeje tyto plyny na vysokou teplotu a způsobuje další nárůst tlaku. Výsledkem expanze výbuchových zplodin je mechanická práce výbuchu.

Categories:   výbušniny

Tags:  

Komentáře