Вопрос 9. Детонация взрывчатых веществ

Детонационная способность является важнейшей характери­стикой взрывчатого вещества. Согласно гидродинамической теории детонации, взрыв возбуждается и распространяется ударной волной, проходящей по заряду ВВ.

При прохождении ударной волны по инертному веществу про­исходит быстрое ее затухание, так как удельная энергия на фронте волны уменьшается пропорционально кубу расстояния от очага возбуждения.

Ударная волна, распространяющаяся по взрывчатому веществу со сверхзвуковой скоростью и сопровождающаяся экзотермиче­ской химической реакцией превращения ВВ, называется детона­ционной волной.

Большое влияние на скорость детонации оказывает плотность ВВ. Для однокомпонентных ВВ (тротил, гексоген и др.) с увеличе­нием плотности ВВ скорость детонации, как правило, монотонно возрастает. Объясняется это тем, что с увеличением плотности уменьшается зона химической реакции и более интенсивным ста­новится приток энергии к фронту детонационной волны.

Для смесевых ВВ существует оптимальное значение плотно­сти, выше которого скорость детонации начинает вновь снижать­ся. Происходит это из-за того, что с увеличением плотности рас­стояния между частицами компонентов смеси уменьшаются, что сначала приводит к улучшению условий диффузии газов, а за­тем — к ухудшению этих условий.

На устойчивость детонации и величину критического диамет­ра оказывает влияние материал оболочки заряда ВВ. Оболочка затрудняет разброс частиц ВВ при прохождении ударной волны и поэтому критический диаметр заряда уменьшается. Например, аммиачная селитра при плотности 0,8 г/см³ в бумажной гильзе детонирует при диаметре заряда от 80 мм и выше.

Критический диаметр детонации уменьшается с уменьшением размера частиц ВВ (как однокомпонентных, так и смесевых). Это объясняется повышением скорости химических реакций взрывча­того превращения при уменьшении частиц реагирующих компо­нентов.

Чувствительность взрывчатых веществ к внешним воздействиям и начальный импульс взрыва.

Под чувствительностью ВВ понимается его способность к восприимчивости детонации. Чувствительность ВВ определяется прежде всего устойчивостью их молекул. Для начала химической реакции в молекулах исходных веществ должны быть ослаблены межмолекулярные связи, для чего необходимо сообщить им до­полнительно определенное количество энергии. Минимальное количество энергии, достаточное для перевода молекул в реакционноспособное состояние, называется энергией активации.

Чувствительность ВВ объясняется относительно невысокой устойчивостью молекул (низким порогом активации) и высокой теплотой взрыв­чатого превращения. На чувствительность ВВ оказывают влияние их плотность, форма и размер зерен, наличие примесей и другие факторы.

Чтобы возбудить детонацию ВВ, необходим определенный начальный импульс. Чем меньше чувствительность ВВ, тем этот импульс должен быть более мощным.

При нагревании детонируют лишь немногие ВВ, а большая их часть сгорает без взрыва (при небольшом количестве). Значительно легче ВВ детонируют от удара. Чем сильнее и интенсивнее удар, тем устойчивее детонация ВВ. Наиболее сильный и резкий удар получается при взрыве даже небольших количеств гремучей ртути и азида свинца. Эти ВВ одинаково хорошо детонируют как от удара, так и от пламени и применяются в качест­ве инициаторов взрыва других ВВ, неспособных детонировать от нагревания.

Передача детонации от заряда к заряду может осуществляться через воздух, породу, воду и другие среды. Для стандартных ВВ рас­стояние передачи детонации между патронами массой 200—250 г, уложенными на открытый грунт, составляет от 5 до 25 см.