Динамит — взрывчатое вещество, изготовленное из нитроглицерина , сорбентов (таких как порошкообразные снаряды или глина) и стабилизаторов . [1] Он был изобретен шведским химиком и инженером Альфредом Нобелем в Геестахте , Северная Германия, и был запатентован в 1867 году. Он быстро получил широкое распространение как более надежная альтернатива традиционным черным пороховым взрывчатым веществам. Он позволяет использовать благоприятные взрывчатые свойства нитроглицерина, при этом значительно снижая риск случайной детонации.
Динамит был изобретен шведским химиком Альфредом Нобелем в 1866 году и стал первым безопасным взрывчатым веществом, более сильным, чем черный порох .
Отец Альфреда Нобеля, Иммануил Нобель , был промышленником, инженером и изобретателем. Он построил мосты и здания в Стокгольме и основал первую в Швеции резиновую фабрику. Его строительные работы вдохновили его на исследование новых методов взрывания горных пород, которые были более эффективными, чем черный порох. После нескольких неудачных деловых сделок в Швеции, в 1838 году Иммануил перевез свою семью в Санкт-Петербург , где Альфред и его братья получили частное образование под руководством шведских и русских преподавателей. В возрасте 17 лет Альфред Нобель был отправлен за границу на два года ; в Соединенных Штатах он встретил шведского инженера Джона Эрикссона , а во Франции учился у знаменитого химика Теофиля-Жюля Пелуза и его ученика Асканио Собреро , который впервые синтезировал нитроглицерин в 1847 году. Пелуз предостерег Нобеля от использования нитроглицерина в качестве коммерческого взрывчатого вещества из-за его большой чувствительности к удару. [2]
В 1857 году Нобель подал первый из нескольких сотен патентов , в основном касающихся давления воздуха, газовых и жидкостных датчиков, но оставался очарованным потенциалом нитроглицерина как взрывчатого вещества. Нобель вместе со своим отцом и братом Эмилем экспериментировал с различными комбинациями нитроглицерина и черного пороха. Нобель придумал способ безопасной детонации нитроглицерина, изобретя детонатор , или капсюль-детонатор, который позволял производить контролируемый взрыв на расстоянии с помощью фитиля . В 1863 году Нобель осуществил свою первую успешную детонацию чистого нитроглицерина, используя капсюль-детонатор, сделанный из медного капсюля и гремучей ртути . В 1864 году Альфред Нобель подал патенты как на капсюль-детонатор, так и на свой метод синтеза нитроглицерина с использованием серной кислоты , азотной кислоты и глицерина. 3 сентября 1864 года во время экспериментов с нитроглицерином Эмиль и несколько других погибли в результате взрыва на фабрике в поместье Иммануила Нобеля в Хеленеборге . После этого Альфред основал компанию Nitroglycerin Aktiebolaget в Винтервикене , чтобы продолжить работу в более изолированной местности, а в следующем году переехал в Германию, где основал еще одну компанию, Dynamit Nobel . [2]
Несмотря на изобретение капсюля-детонатора, нестабильность нитроглицерина сделала его бесполезным в качестве коммерческого взрывчатого вещества. Чтобы решить эту проблему, Нобель попытался объединить его с другим веществом, которое сделало бы его безопасным для транспортировки и обработки, но не снизило бы его эффективность как взрывчатого вещества. Он пробовал сочетания цемента, угля и опилок, но безуспешно. Наконец, он попробовал диатомовую землю , которая представляет собой окаменелые водоросли, которые он привез с реки Эльба около своего завода в Гамбурге , что успешно стабилизировало нитроглицерин в портативное взрывчатое вещество. [2]
Нобель получил патенты на свои изобретения в Англии 7 мая 1867 года и в Швеции 19 октября 1867 года. [3] После своего появления динамит быстро получил широкое распространение в качестве безопасной альтернативы черному пороху и нитроглицерину. Нобель жестко контролировал патенты, и нелицензированные копировальные компании были быстро закрыты. Несколько американских бизнесменов обошли патент, используя абсорбенты, отличные от диатомовой земли, такие как смола. [4]
Первоначально Нобель продавал динамит под названием «Нобелевский взрывчатый порох», а затем изменил название на динамит, от древнегреческого слова dýnamis ( δύναμις ), что означает «сила». [5] [6]
Динамит обычно продается в виде картонных цилиндров длиной около 200 мм (8 дюймов) и диаметром около 32 мм ( 1+1 ⁄ 4 дюйма) в диаметре, с массой около190 граммов ( 1 ⁄ 2 тройского фунта). [7] Полученная таким образом динамитная шашка содержит примерно 1 МДж ( мегаджоуль ) энергии. [8] Существуют также другие размеры, оцениваемые либо по порциям (четверть палки или полпалки), либо по весу.
Динамит обычно оценивается по «прочности веса» (количество содержащегося в нем нитроглицерина), обычно от 20% до 60%. Например, 40% динамит состоит из 40% нитроглицерина и 60% «добавки» (абсорбирующей среды хранения, смешанной со стабилизатором и любыми добавками).
Максимальный срок хранения динамита на основе нитроглицерина составляет один год с даты изготовления при хороших условиях хранения. [7]
Со временем, независимо от используемого сорбента, динамитные шашки будут «просачиваться» или «потеть» нитроглицерином, который затем может скапливаться на дне коробки или места хранения. По этой причине руководства по взрывчатым веществам рекомендуют регулярно переворачивать коробки с динамитом при хранении. На внешней стороне шашек будут образовываться кристаллы, что сделает их еще более чувствительными к ударам, трению и температуре. Поэтому, хотя риск взрыва без использования капсюля- детонатора минимален для свежего динамита, старый динамит опасен. [ необходима цитата ] Современная упаковка помогает устранить это, помещая динамит в герметичные пластиковые пакеты и используя покрытый воском картон.
Динамит умеренно чувствителен к удару. Испытания на ударопрочность обычно проводятся с помощью падающего молота: около 100 мг взрывчатого вещества помещают на наковальню, на которую с разной высоты роняют груз весом от 0,5 до 10 кг (от 1 до 22 фунтов) до тех пор, пока не произойдет детонация. [9] При ударе молотом весом 2 кг гремучая ртуть детонирует при падении с высоты 1–2 см, нитроглицерин — с 4–5 см, динамит — с 15–30 см, а аммиачные взрывчатые вещества — с 40–50 см.
В течение нескольких десятилетий, начиная с 1940-х годов, крупнейшим производителем динамита в мире был Южно-Африканский Союз . Там компания De Beers основала завод в 1902 году в Сомерсет-Уэсте . Позднее заводом по производству взрывчатых веществ управляла AECI (African Explosives and Chemical Industries). Спрос на продукт в основном исходил от огромных золотых рудников страны, сосредоточенных в Витватерсранде . Завод в Сомерсет-Уэсте начал работу в 1903 году, и к 1907 году он уже производил 340 000 ящиков, по 23 килограмма (50 фунтов) каждый, в год. Конкурирующий завод в Моддерфонтейне производил еще 200 000 ящиков в год. [10]
В 1960-х годах на заводе в Сомерсет-Уэсте произошло два крупных взрыва. Некоторые рабочие погибли, но потери жизней были ограничены модульной конструкцией завода и его земляными работами, а также посадкой деревьев, которые направляли взрывы вверх. На заводе в Моддерфонтейне произошло еще несколько взрывов. После 1985 года давление со стороны профсоюзов заставило AECI постепенно прекратить производство динамита. Затем завод перешел на производство взрывчатых веществ на основе эмульсии аммиачной селитры, которые безопаснее в производстве и обращении. [11]
Динамит был впервые произведен в США компанией Giant Powder Company из Сан-Франциско , Калифорния, основатель которой получил исключительные права от Нобеля в 1867 году. Giant в конечном итоге была приобретена компанией DuPont , которая производила динамит под маркой Giant, пока Giant не была распущена компанией DuPont в 1905 году. [12] После этого DuPont производила динамит под своим собственным названием до 1911–12 годов, когда ее монополия на взрывчатые вещества была разрушена Окружным судом США в «деле о порохе». После распада были образованы две новые компании, Hercules Powder Company и Atlas Powder Company , которые занялись производством динамита (в разных формулах).
В настоящее время в США динамит производит только Dyno Nobel . Единственное предприятие, производящее его, находится в Карфагене, штат Миссури , но материал закупается у Dyno Nobel другими производителями, которые наклеивают свои этикетки на динамит и коробки.
Другие взрывчатые вещества часто путают с динамитом:
Тринитротолуол (TNT) часто считается тем же самым, что и динамит (или путается с ним) в основном из-за повсеместного распространения обоих взрывчатых веществ в 20 веке. Эта неправильная связь между TNT и динамитом была усилена такими мультфильмами, как Bugs Bunny , где аниматоры обозначали любой вид бомбы (от динамитных шашек до бочек с черным порохом ) как TNT, потому что эта аббревиатура была короче и более запоминающейся и не требовала грамотности, чтобы понять, что TNT означает «бомба». [ необходима цитата ]
Помимо того, что оба являются взрывчатыми веществами, у тротила и динамита мало общего. ТНТ — это литая взрывчатка второго поколения , принятая на вооружение военными, в то время как динамит, напротив, никогда не пользовался популярностью на войне, поскольку он быстро разрушается в суровых условиях и может быть взорван как огнем, так и случайной пулей. Немецкие вооруженные силы приняли ТНТ в качестве наполнителя для артиллерийских снарядов в 1902 году, примерно через 40 лет после изобретения динамита, который является флегматизированной взрывчаткой первого поколения , в первую очередь предназначенной для гражданских земляных работ. ТНТ никогда не был популярен или широко распространен в гражданских земляных работах, поскольку он значительно дороже и менее мощный по весу, чем динамит, [13] , а также его медленнее смешивать и заполнять в скважинах. Основным преимуществом ТНТ является его замечательная нечувствительность и стабильность: он водонепроницаем и не способен детонировать без сильного удара и тепла, создаваемых капсюлем-детонатором ( или симпатической детонацией ); Эта стабильность также позволяет плавить его при температуре 81 °C (178 °F), заливать в высоковзрывчатые снаряды и давать ему снова затвердеть без какой-либо дополнительной опасности или изменения характеристик ТНТ. [14] Соответственно, более 90% ТНТ, произведенного в Америке, всегда предназначалось для военного рынка, причем большая часть ТНТ использовалась для наполнения снарядов, ручных гранат и авиабомб , а остальная часть упаковывалась в коричневые «кирпичи» (не красные цилиндры) для использования в качестве подрывных зарядов саперами .
В Соединенных Штатах в 1885 году химик Рассел С. Пенниман изобрел «аммиачный динамит», форму взрывчатого вещества, в которой нитрат аммония использовался в качестве заменителя более дорогого нитроглицерина. Нитрат аммония имеет только 85% химической энергии нитроглицерина. [15]
Он оценивается либо по «прочности веса» (количество аммиачной селитры в среде), либо по «прочности патрона» ( потенциальная взрывная прочность, создаваемая количеством взрывчатого вещества определенной плотности и размера зерна, используемого в сравнении с взрывной прочностью, создаваемой эквивалентной плотностью и размером зерна стандартного взрывчатого вещества). Например, взрывчатый динамит 65% Extra имеет прочность веса 65% аммиачной селитры и 35% «добавки» (абсорбирующая среда, смешанная со стабилизаторами и добавками). Его «прочность патрона» будет его весом в фунтах, умноженным на его прочность по отношению к равному количеству ANFO (гражданский базовый стандарт) или TNT (военный базовый стандарт). Например, 65% аммиачный динамит с прочностью патрона 20% будет означать, что палка равна эквивалентной прочности веса 20% ANFO.
«Военный динамит» (или динамит М1) — заменитель динамита, изготовленный из более стабильных ингредиентов, чем нитроглицерин. [16] Он содержит 75% гексогена , 15% тротила и 10% десенсибилизаторов и пластификаторов. Он имеет только 60-процентную эквивалентную прочность коммерческого динамита, но гораздо безопаснее в хранении и обращении. [17]
В разных странах мира приняты законы о взрывчатых веществах, требующие получения лицензий на производство, распространение, хранение, использование и владение взрывчатыми веществами или их ингредиентами.
