Взрыв

Демонстрационные наземные взрывы. Авиашоу на базе Мирамар, Сан-Диего, США

Взрыв — физический или/и химический быстропротекающий процесс с выделением значительной энергии в небольшом объёме за короткий промежуток времени, приводящий к ударным, вибрационным и тепловым воздействиям на окружающую среду и высокоскоростному расширению газов. При химическом взрыве, кроме газов, могут образовываться и твёрдые высокодисперсные частицы, взвесь которых называют продуктами взрыва.

Классификация

Взрывы классифицируют по происхождению выделившейся энергии на:

• Химические.
• Физические:
  • Взрывы ёмкостей под давлением (баллоны, паровые котлы):
    • Взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости (BLEVE).
  • Взрывы при сбросе давления в перегретых жидкостях.
  • Взрывы при смешивании двух жидкостей, температура одной из которых намного превышает температуру кипения другой.
  • Кинетические (падение метеоритов).
  • Ядерные.
  • Электрические (например при грозе).
  • Взрывы сверхновых звёзд.

Химические взрывы

Единого мнения о том, какие именно химические процессы следует считать взрывом, не существует. Это связано с тем, что высокоскоростные процессы могут протекать в виде детонации или дефлаграции (горения). Детонация отличается от горения тем, что химические реакции и процесс выделения энергии идут с образованием ударной волны в реагирующем веществе, и вовлечение новых порций взрывчатого вещества в химическую реакцию происходит на фронте ударной волны, а не путём теплопроводности и диффузии, как при горении. Как правило, скорость детонации выше скорости горения, однако это не является абсолютным правилом. Различие механизмов передачи энергии и вещества влияют на скорость протекания процессов и на результаты их действия на окружающую среду, однако на практике наблюдаются самые различные сочетания этих процессов и переходы детонации в горение и обратно. В связи с этим обычно к химическим взрывам относят различные быстропротекающие процессы без уточнения их характера.

Существует более жёсткий подход к определению химического взрыва как исключительно детонационному. Из этого условия с необходимостью следует, что при химическом взрыве, сопровождаемом окислительно-восстановительной реакцией (сгоранием), сгорающее вещество и окислитель должны быть перемешаны, иначе скорость реакции будет ограничена скоростью процесса доставки окислителя, а этот процесс, как правило, имеет диффузионный характер. Например, природный газ медленно горит в горелках домашних кухонных плит, поскольку кислород медленно попадает в область горения путём диффузии. Однако, если перемешать газ с воздухом, он взорвётся от небольшой искры — объёмный взрыв.

Индивидуальные взрывчатые вещества как правило, содержат кислород в составе своих собственных молекул, притом, их молекулы, по сути метастабильные образования. При сообщении такой молекуле достаточной энергии (энергии активации) она самопроизвольно диссоциирует на составляющие атомы, из которых образуются продукты взрыва, с выделением энергии, превышающей энергию активации. Подобными свойствами обладают молекулы нитроглицерина, тринитротолуола и др. Нитраты целлюлозы (бездымный порох), чёрный порох, который состоит из механической смеси горючего вещества (древесный уголь) и окислителя (различные селитры), в обычных условиях не склонны к детонации, но их по традиции относят к взрывчатым веществам. См. порох.

Параметры взрывчатых веществ

В следующей таблице для трёх ВВ приведены суммарные химические формулы и основные детонационные параметры: удельная энергия взрыва Q, начальная плотность r, скорость детонации D, давление P и температура T на момент завершения реакции.

ВВ	Формула	Q, ккал/кг	p, г/см3	D, км/с	P, ГПа	T, K
ТНТ	C7H5N3O6	1,0	1,64	7,0	21	3600
Гексоген	C3H6N6O6	1,3	1,8	8,8	34	3900
БТФ	C6N6O6	1,4	1,9	8,5	33	5100

Ядерные взрывы

Ядерный взрыв — это неуправляемый процесс высвобождения большого количества тепловой и лучевой энергии в результате цепной ядерной реакции расщепления атома или реакции термоядерного синтеза. Искусственные ядерные взрывы в основном используются в качестве мощнейшего оружия, предназначенного для уничтожения крупных объектов и скоплений (однако единственное военное применение ядерного оружия было против мирного населения (см. Атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки)) войск противника.

Защита зданий от взрыва

Конструктивный занавес от наружного взрыва и осколков

Терроризм становится все большей и большей угрозой. Это требует принятия соответствующих мер. До сравнительно недавнего времени считалось: чтобы выдержать наружный взрыв, конструкция здания должна быть необыкновенно крепкой.

Оказывается, это совсем не обязательно. Новый подход, воплощенный в Конструктивном занавесе здания против наружного взрыва и осколков (Sails-Rigging Blast Protective Shield), основан на идее временного накопления энергии взрыва, ее поглощении и рассеивании. Конструктивный занавес включает в себя парус, такелаж и пилястры (см. изображение слева). В помещениях со взрывоопасными производственными процессами площадь окон должна быть не менее двух третей от площади стен, чтобы ударная волна вышла, не разрушив здание полностью.

См. также

• Камуфлетный взрыв
• Объёмный взрыв
• Детонация
• Температура взрыва
• Скорость детонации
• Давление детонации
• Взрывозащита
• Холодный взрыв

Ссылки

• Фотографии взрывов
• ГОСТ Р 22.0.08-96, Взрывы. Термины.