Динамит — взрывчатое вещество , изготовленное из нитроглицерина , сорбентов (например, измельченных снарядов или глины) и стабилизаторов . [1] Он был изобретен шведским химиком и инженером Альфредом Нобелем в Гестахте , Северная Германия, и был запатентован в 1867 году. Он быстро получил широкое распространение как более надежная альтернатива традиционным взрывчатым веществам с черным порохом . Это позволяет использовать благоприятные взрывчатые свойства нитроглицерина, значительно снижая при этом 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 строительная работа вдохновила его на исследование новых методов взрывания горных пород, которые были более эффективными, чем черный порох. После 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 наставников. В 17-летнем возрасте Альфреда Нобеля отправили на два года за границу ; в Соединенных Штатах он встретил шведского инженера Джона Эрикссона , а во Франции учился у знаменитого химика Теофиля-Жюля Пелуза и его ученика Асканио Собреро , которые впервые синтезировали нитроглицерин в 1847 году. Пелуз предостерег Нобеля от использования нитроглицерина в качестве коммерческого взрывчатого вещества из-за его большой чувствительности. шокировать. [2]
В 1857 году Нобель подал первый из нескольких сотен патентов , в основном касающихся датчиков давления воздуха, газа и жидкости, но по-прежнему был очарован потенциалом нитроглицерина как взрывчатого вещества. Нобель вместе со своим отцом и братом Эмилем экспериментировал с различными комбинациями нитроглицерина и черного пороха. Нобель придумал способ безопасно взорвать нитроглицерин, изобретя детонатор или капсюль-детонатор, который позволял производить контролируемый взрыв на расстоянии с помощью взрывателя . В 1863 году Нобель осуществил свой первый успешный взрыв чистого нитроглицерина, используя капсюль-детонатор, сделанный из медного капсюля и гремучей ртути . В 1864 году Альфред Нобель подал патенты на капсюль-детонатор и свой метод синтеза нитроглицерина с использованием серной кислоты , азотной кислоты и глицерина. 3 сентября 1864 года во время экспериментов с нитроглицерином Эмиль и еще несколько человек погибли в результате взрыва на фабрике в поместье Иммануила Нобеля в Хеленеборге . После этого Альфред основал компанию Nitroglicerin 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 стремился объединить его с другим веществом, которое сделало бы его безопасным для транспортировки и обращения, но не снизило бы его эффективность как взрывчатого вещества. Он пробовал сочетать цемент, уголь и опилки, но безуспешно. Наконец, он попробовал диатомовую землю , представляющую собой окаменелые водоросли, которую он привез из реки Эльбы недалеко от своего завода в Гамбурге , которая успешно стабилизировала 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, а нелицензированные компании по тиражированию быстро закрывались. Несколько американских бизнесменов обошли патент, используя другие абсорбенты, помимо диатомовой земли, например смолу. [4]
Первоначально Нобель продавал динамит как «Нобелевский взрывчатый порошок», а позже 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 и массой около 190 граммов ( 1/2 тройского фунта ). [7] Полученная таким образом динамитная шашка содержит примерно 1 МДж ( мегаджоуль ) энергии. [8] Существуют также другие размеры, рассчитанные по порциям (четверть или полустик) или по весу.
Динамит обычно оценивают по «весовой прочности» (количеству содержащегося в нем нитроглицерина), обычно от 20% до 60%. Например, динамит на 40% состоит из 40% нитроглицерина и на 60% «дурмана» (абсорбирующего носителя, смешанного со стабилизатором и любыми добавками).
Максимальный срок годности динамита на основе нитроглицерина рекомендуется составлять один год со дня изготовления при соблюдении правильных условий хранения. [7]
Со временем, независимо от используемого сорбента, динамитные шашки «плачут» или «потеют» нитроглицерином, который затем может скапливаться на дне ящика или складского помещения. По этой причине в руководствах по взрывчатым веществам рекомендуется регулярно переворачивать хранящиеся ящики с динамитом. На внешней стороне палочек образуются кристаллы, из-за чего они становятся еще более чувствительными к ударам, трению и температуре. Поэтому, если для свежего динамита риск взрыва без использования капсюля- детонатора минимален, то старый динамит опасен. [ нужна цитата ] Современная упаковка помогает устранить это, помещая динамит в запечатанные пластиковые пакеты и используя картон, покрытый воском.
Динамит умеренно чувствителен к ударам. Испытания на ударопрочность обычно проводятся с помощью падающего молотка: около 100 мг взрывчатого вещества помещается на наковальню, на которую с разной высоты сбрасывается груз массой от 0,5 до 10 кг (от 1 до 22 фунтов) до тех пор, пока не будет достигнута детонация. [9] При молоте массой 2 кг гремучая ртуть детонирует при расстоянии падения от 1 до 2 см, нитроглицерин - от 4 до 5 см, динамит - от 15 до 30 см, а аммиачные взрывчатые вещества - от 40 до 50 см.
В течение нескольких десятилетий, начиная с 1940-х годов, крупнейшим производителем динамита в мире был Южно-Африканский Союз . Там компания De Beers в 1902 году основала завод в Сомерсет-Уэст . Позднее завод по производству взрывчатых веществ принадлежал AECI (African Explosives and Chemical Industries). Спрос на продукт исходил в основном от огромных золотых приисков страны, сосредоточенных в Витватерсранде . Завод в Сомерсет-Уэсте работал в 1903 году и к 1907 году уже производил 340 000 ящиков по 23 килограмма (50 фунтов) каждый год. Конкурирующая фабрика в Моддерфонтейне производила еще 200 000 коробок в год. [10]
В 1960-х годах на заводе в Сомерсет-Уэст произошло два сильных взрыва. Некоторые рабочие погибли, но количество человеческих жертв было ограничено модульной конструкцией фабрики и земляными работами, а также посадкой деревьев, которые направляли взрывы вверх. На заводе в Моддерфонтейне произошло еще несколько взрывов. После 1985 года давление профсоюзов вынудило AECI прекратить производство динамита. Затем завод начал производство взрывчатых веществ на основе эмульсии нитрата аммония, которые более безопасны 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 названием Giant, пока Giant не была ликвидирована DuPont. в 1905 году. [12] После этого DuPont производила динамит под своим собственным именем до 1911–1912 годов, когда ее монополия на взрывчатые вещества была разрушена Окружным судом США по «делу о порохе». При распаде были образованы две новые компании — Hercules Powder Company и Atlas Powder Company , которые занялись производством динамита (в разных рецептурах).
В настоящее время только Dyno Nobel производит динамит в США. 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 называют динамитом или путают с ним:
Тринитротолуол (ТНТ) часто считают тем же, что и динамит (или путают с ним), во многом из-за повсеместного распространения обоих взрывчатых веществ в 20 веке. Эта неверная связь между тротилом и динамитом усиливалась такими мультфильмами, как « Багз Банни» , где аниматоры обозначали любой вид бомбы (от динамитных шашек до бочонков с черным порохом ) как тротил, потому что аббревиатура была короче, запоминалась и не требовала грамотность , чтобы понять, что ТНТ означает «бомба». [ нужна цитата ]
Помимо того, что тротил и динамит являются взрывчатыми веществами, у них мало общего. Тротил — это бросаемое взрывчатое вещество второго поколения , принятое на вооружение военных, тогда как динамит, напротив, никогда не был популярен в войне, поскольку он быстро разлагается в суровых условиях и может взорваться как от огня, так и от своенравной пули. Немецкие вооруженные силы использовали тротил в качестве начинки для артиллерийских снарядов в 1902 году, примерно через 40 лет после изобретения динамита, который представляет собой флегматизированное взрывчатое вещество первого поколения , предназначенное в первую очередь для гражданских землеройных работ. Тротил никогда не был популярен и широко распространен при земляных работах в гражданских целях, поскольку он значительно дороже и менее мощный по весу, чем динамит, [13] , а также медленнее смешивается и упаковывается в скважины. Главным достоинством тротила является его замечательная нечувствительность и стабильность: он водонепроницаем и не способен взорваться без сильного удара и тепла, обеспечиваемого капсюлем-детонатором ( или симпатической детонацией ); эта стабильность также позволяет его плавить при температуре 81 ° C (178 ° F), заливать в фугасные снаряды и давать возможность повторно затвердеть без дополнительной опасности или изменения характеристик тротила. [14] Соответственно, более 90% производимого в Америке тротила всегда предназначалось для военного рынка, причем большая часть тротила использовалась для снаряжения снарядов, ручных гранат и авиабомб , а остальная часть упаковывалась в коричневые «кирпичи» (а не красные цилиндры). ) для использования в качестве подрывных зарядов саперами .
В Соединенных Штатах в 1885 году химик Рассел С. Пенниман изобрел «аммонийный динамит» — разновидность взрывчатого вещества, в котором нитрат аммония использовался в качестве заменителя более дорогого нитроглицерина. Нитрат аммония имеет только 85% химической энергии нитроглицерина.
Он оценивается либо по «силе веса» (количество нитрата аммония в среде), либо по «прочности патрона» (потенциальная взрывная сила , создаваемая количеством используемого взрывчатого вещества определенной плотности и размера зерен, по сравнению с создаваемой взрывной силой. по эквивалентной плотности и размеру зерен стандартного взрывчатого вещества). Например, фугасный динамит 65% Экстра имеет весовую прочность 65% аммиачной селитры и 35% «дурмана» (поглотителя, смешанного со стабилизаторами и добавками). Его «сила патрона» будет равна его весу в фунтах, умноженному на его прочность по отношению к равному количеству ANFO (гражданский базовый стандарт) или тротила (военный базовый стандарт). Например, 65%-ный аммонийный динамит с прочностью патрона 20% будет означать, что палка будет равна эквивалентной весовой прочности 20% ANFO.
«Военный динамит» представляет собой заменитель динамита, в состав которого не входит нитроглицерин. Он содержит 75% гексогена , 15% тротила, 5% моторного масла SAE 10 и 5% кукурузного крахмала, но его гораздо безопаснее хранить и использовать в течение более длительного периода времени, чем нобелевский динамит. [15] Военный динамит заменяет нитроглицерин гораздо более стабильными химическими веществами. [16]
В различных странах мира приняты законы о взрывчатых веществах, и для производства, распространения, хранения, использования и владения взрывчатыми веществами или ингредиентами требуются лицензии.
