Тетранитрат пентаэритрита ( ПЭТН ), также известный как ПЕНТ , пентил , ПЕНТА ( ПЕНТА , в основном в русском языке), ТЭН (нитрат тетраэритрита), корпент или пентрит (или, реже и в основном в немецком языке, как нитропента ), является взрывчатым веществом. Это нитратный эфир пентаэритрита , и структурно очень похож на нитроглицерин . Пента относится к пяти атомам углерода неопентанового скелета. ПЭТН является очень мощным взрывчатым веществом с относительным коэффициентом эффективности 1,66 . [2] При смешивании с пластификатором ПЭТН образует пластичное взрывчатое вещество . [3] Наряду с гексогеном он является основным ингредиентом Semtex .
ТЭН также используется в качестве сосудорасширяющего препарата для лечения некоторых заболеваний сердца, например, для лечения стенокардии . [4] [5]
Тетранитрат пентаэритрита был впервые получен и запатентован в 1894 году производителем взрывчатых веществ Rheinisch-Westfälische Sprengstoff AG Кельна, Германия . [6] [7] [8] [9] Производство PETN началось в 1912 году, когда улучшенный метод производства был запатентован немецким правительством. PETN использовался немецкой армией в Первой мировой войне . [10] [11] Он также использовался в автоматических пушках MG FF/M и многих других системах вооружения Люфтваффе во Второй мировой войне. [ необходима цитата ]
изPETN практически нерастворим в воде (0,01 г/100 мл при 50 °C), слабо растворим в обычных неполярных растворителях , таких как алифатические углеводороды (например, бензин) или тетрахлорметан , но растворим в некоторых других органических растворителях, особенно в ацетоне (около 15 г/100 г раствора при 20 °C, 55 г/100 г при 60 °C) и диметилформамиде (40 г/100 г раствора при 40 °C, 70 г/100 г при 70 °C). Это неплоская молекула, которая кристаллизуется в пространственной группе P 4 2 1 c . [12] PETN образует эвтектические смеси с некоторыми жидкими или расплавленными ароматическими нитросоединениями , например, тринитротолуолом (TNT) или тетрилом . Из-за стерических препятствий со стороны смежного неопентилподобного фрагмента PETN устойчив к воздействию многих химических реагентов ; он не гидролизуется в воде при комнатной температуре или в более слабых щелочных водных растворах . Вода при температуре 100 °C или выше вызывает гидролиз до динитрата; присутствие 0,1% азотной кислоты ускоряет реакцию.
Химическая стабильность PETN представляет интерес из-за присутствия PETN в стареющем оружии. [13] Нейтронное излучение разрушает PETN, производя углекислый газ и некоторое количество пентаэритрит динитрата и тринитрата . Гамма-излучение увеличивает чувствительность PETN к термическому разложению , снижает температуру плавления на несколько градусов Цельсия и вызывает разбухание образцов. Как и в случае с другими нитратными эфирами, основным механизмом разложения является потеря диоксида азота ; эта реакция является автокаталитической . [ необходима цитата ] Были проведены исследования по термическому разложению PETN. [14]
В окружающей среде PETN подвергается биодеградации . Некоторые бактерии денитрируют PETN до тринитрата, а затем динитрата, который затем далее деградирует. [15] PETN имеет низкую летучесть и низкую растворимость в воде, и поэтому имеет низкую биодоступность для большинства организмов. Его токсичность относительно низкая, и его трансдермальное всасывание также, по-видимому, низкое. Он представляет угрозу для водных организмов . Он может деградировать до пентаэритрита под действием железа . [16]
Производство осуществляется путем реакции пентаэритрита с концентрированной азотной кислотой с образованием осадка, который можно перекристаллизовать из ацетона для получения пригодных для обработки кристаллов. [17]
Вариации метода, впервые опубликованные в патенте США 2,370,437, выданном Акеном и Вивербергом (1945 г., Дюпон), составляют основу всего современного коммерческого производства. [ необходима ссылка ]
PETN выпускается многочисленными производителями в виде порошка или вместе с нитроцеллюлозой и пластификатором в виде тонких пластифицированных листов (например, Primasheet 1000 или Detasheet ). Остатки PETN легко обнаружить в волосах людей, которые с ним работают. [18] Наибольшее количество остатков сохраняется на черных волосах; некоторые остатки остаются даже после мытья. [19] [20]
Наиболее распространенное применение PETN — взрывчатое вещество с высокой бризантностью . Это вторичное взрывчатое вещество , то есть его труднее детонировать, чем первичные взрывчатые вещества , поэтому его падение или воспламенение обычно не приводит к взрыву (при стандартном атмосферном давлении его трудно воспламенить, и он горит бурно), но он более чувствителен к удару и трению, чем другие вторичные взрывчатые вещества, такие как тротил или тетрил . [17] [21] При определенных условиях может произойти переход от горения к детонации , как и у нитрата аммония .
Он редко используется отдельно в военных операциях из-за своей низкой стабильности, но в основном используется в основных зарядах пластичных взрывчатых веществ (таких как C4 ) вместе с другими взрывчатыми веществами (особенно RDX ), усилителями и разрывными зарядами боеприпасов малого калибра , в верхних зарядах детонаторов в некоторых наземных минах и снарядах, в качестве взрывчатого сердечника детонационного шнура . [22] [23] ТЭН является наименее стабильным из распространенных военных взрывчатых веществ, но может храниться без существенного ухудшения дольше, чем нитроглицерин или нитроцеллюлоза . [24]
Во время Второй мировой войны PETN наиболее часто использовался в взрывающихся мостиковых детонаторах для атомных бомб. Эти взрывающиеся мостиковые детонаторы давали более точную детонацию по сравнению с примакордом . PETN использовался для этих детонаторов, потому что он был безопаснее первичных взрывчатых веществ, таких как азид свинца : хотя он был чувствителен, он не детонировал ниже порогового количества энергии. [25] Взрывающиеся мостиковые детонаторы, содержащие PETN, по-прежнему используются в современном ядерном оружии. В искровых детонаторах PETN используется, чтобы избежать необходимости в первичных взрывчатых веществах; энергия, необходимая для успешного прямого инициирования PETN электрической искрой, составляет от 10 до 60 мДж.
PETN использовался при изготовлении пейджеров, предоставленных Хезболле . 17 сентября 2024 года пейджеры взорвались , убив 12 человек и ранив тысячи. [26]
Его основные взрывные характеристики:
PETN используется в ряде составов. Он является основным ингредиентом пластичной взрывчатки Semtex . Он также используется в качестве компонента пентолита , смеси 50/50 с тротилом. Экструдируемое взрывчатое вещество XTX8003, используемое в ядерных боеголовках W68 и W76 , представляет собой смесь 80% PETN и 20% Sylgard 182, силиконового каучука . [27] Его часто флегматизируют путем добавления 5–40% воска или полимеров (получая полимерно-связанные взрывчатые вещества ); в этой форме он используется в некоторых пушечных снарядах калибром до 30 мм , хотя он непригоден для более высоких калибров. Он также используется в качестве компонента некоторых орудийных и твердых ракетных топлив . Нефлегматизированный PETN хранится и обрабатывается с содержанием воды примерно 10%. ТЭН нельзя отливать отдельно , так как он взрывчато разлагается при температуре немного выше своей точки плавления, [ требуется ссылка ] [ требуется пояснение ], но его можно смешивать с другими взрывчатыми веществами для образования смесей, пригодных для литья.
PETN может быть инициирован лазером . [ 28] Импульс длительностью 25 наносекунд и энергией 0,5–4,2 джоуля от рубинового лазера с модуляцией добротности может инициировать детонацию поверхности PETN, покрытой слоем алюминия толщиной 100 нм, менее чем за половину микросекунды. [ необходима цитата ]
PETN был заменен во многих приложениях на RDX , который термически более стабилен и имеет более длительный срок хранения . [29] PETN может использоваться в некоторых типах ускорителей с поршневым двигателем . [30] Замена центрального атома углерода на кремний дает Si-PETN, который чрезвычайно чувствителен. [31] [32]
Десять килограммов PETN были использованы при взрыве парижской синагоги в 1980 году .
В 1983 году 307 человек погибли после того, как в казармах Бейрута был взорван грузовик, начиненный тэном .
В 1983 году дом «Maison de France» в Берлине был практически полностью разрушен взрывом 24 килограммов (53 фунта) PETN, осуществленным террористом Йоханнесом Вайнрихом . [33]
17 июля 1996 года в Атлантическом океане взорвался и потерпел крушение самолет рейса TWA 800. В обломках были обнаружены следы PETN.
В 1999 году Альфред Хайнц Роймайр использовал ТЭН в качестве основного заряда для своих четырнадцати самодельных взрывных устройств , которые он сконструировал в ходе неудавшейся попытки повредить Трансаляскинскую трубопроводную систему .
В 2001 году член Аль-Каиды Ричард Рид , «Бомбардир в ботинке», использовал PETN в подошве своего ботинка во время своей неудачной попытки взорвать рейс 63 American Airlines из Парижа в Майами. [20] [34] Он намеревался использовать твердый триацетонтрипероксид (TATP) в качестве детонатора. [21]
В 2009 году PETN был использован в попытке Аль-Каиды на Аравийском полуострове убить заместителя министра внутренних дел Саудовской Аравии принца Мухаммеда бин Наифа саудовским террористом-смертником Абдуллой Хасаном аль-Асири . Цель выжила, а террорист погиб в результате взрыва. PETN был спрятан в прямой кишке террориста-смертника , что эксперты по безопасности описали как новый метод. [35] [36] [37]
25 декабря 2009 года в нижнем белье Умара Фарука Абдулмуталлаба , «бомбардира в нижнем белье», нигерийца, связанного с «Аль-Каидой на Аравийском полуострове», был обнаружен PETN. [38] По данным сотрудников правоохранительных органов США, [39] он пытался взорвать рейс 253 авиакомпании Northwest Airlines , приближаясь к Детройту из Амстердама. [40] Абдулмуталлаб безуспешно пытался взорвать около 80 граммов (2,8 унции) PETN, зашитого в его нижнем белье, добавляя жидкость из шприца; [41] однако в результате возникло лишь небольшое возгорание. [21]
В заговоре Аль-Каиды на Аравийском полуострове в октябре 2010 года с целью подрыва грузового самолета были обнаружены два картриджа для принтера, заполненных PETN, в аэропорту Ист-Мидлендс и в Дубае на рейсах, направлявшихся в США по наводке разведки. Оба пакета содержали сложные бомбы, спрятанные в картриджах для компьютерных принтеров, заполненных PETN. [42] [43] Бомба, найденная в Англии, содержала 400 граммов (14 унций) PETN, а та, что была найдена в Дубае, содержала 300 граммов (11 унций) PETN. [43] Ханс Михельс, профессор техники безопасности в Университетском колледже Лондона , сообщил газете, что 6 граммов (0,21 унции) PETN — «примерно в 50 раз меньше, чем было использовано — было бы достаточно, чтобы проделать дыру в металлической пластине, толщина которой в два раза превышает толщину обшивки самолета». [44] Напротив, согласно эксперименту, проведенному группой документальных фильмов BBC, призванному имитировать взрыв Абдулмуталлаба в Рождество, с использованием самолета Boeing 747, даже 80 граммов PETN оказалось недостаточно, чтобы нанести существенный ущерб фюзеляжу. [45]
12 июля 2017 года в Ассамблее Уттар-Прадеша , [46] [47] самого густонаселенного штата Индии, было обнаружено 150 граммов PETN . [48] [49]
После террористических заговоров с использованием PETN в статье в Scientific American отмечалось, что PETN трудно обнаружить, поскольку он не испаряется в окружающий воздух. [42] В ноябре 2010 года газета Los Angeles Times отметила, что низкое давление паров PETN затрудняет его обнаружение собаками, находящимися на поиске бомб. [20]
Для обнаружения PETN можно использовать множество технологий, включая химические датчики, рентгеновские лучи, инфракрасные лучи, микроволны [50] и терагерцовые лучи [51] , некоторые из которых были внедрены в приложения для досмотра населения, в первую очередь для авиаперелетов. PETN является одним из взрывчатых химических веществ, обычно представляющих интерес в этой области, и он принадлежит к семейству распространенных взрывчатых химических веществ на основе нитратов , которые часто можно обнаружить с помощью тех же тестов.
Одна из систем обнаружения, используемых в аэропортах, включает анализ образцов мазков, полученных от пассажиров и их багажа. Сканеры визуализации всего тела, которые используют радиочастотные электромагнитные волны , низкоинтенсивные рентгеновские лучи или Т-лучи терагерцовой частоты, которые могут обнаруживать предметы, скрытые под одеждой, не получили широкого распространения из-за стоимости, опасений по поводу задержек пассажиров и проблем с конфиденциальностью. [52]
Обе посылки в заговоре с бомбой на грузовом самолете 2010 года были просвечены рентгеном, но бомбы не были обнаружены. [ 53] Qatar Airways заявила, что бомба PETN «не могла быть обнаружена рентгеновским скринингом или обученными служебными собаками ». [54] Bundeskriminalamt получил копии рентгеновских снимков Дубая, и следователь сказал, что немецкий персонал также не идентифицировал бы бомбу. [53] [55] В США были введены новые процедуры безопасности аэропортов, в основном для защиты от PETN. [20]
Подобно нитроглицерину (глицерилтринитрату) и другим нитратам , PETN также используется в медицине как вазодилататор при лечении сердечных заболеваний . [4] [5] Эти препараты работают, высвобождая сигнальный газ оксид азота в организме. Лекарство для сердца Lentonitrat представляет собой почти чистый PETN. [56]
Мониторинг перорального применения препарата пациентами проводился путем определения уровней в плазме нескольких продуктов его гидролиза, пентаэритритола динитрата, пентаэритритола мононитрата и пентаэритрита, с использованием газовой хроматографии-масс-спектрометрии . [57]
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )