Тетранитрат пентаэритрита ( ТЭН ), также известный как ПЕНТ , пентил , ПЕНТА , ( ПЕНТА , преимущественно по-русски) ТЭН (тетраэритритнитрат), корпент , или пентрит (или, реже и преимущественно в немецком языке, как нитропента ), является взрывчатым веществом. Это нитратный эфир пентаэритрита , структурно очень похожий на нитроглицерин . Пента относится к пяти атомам углерода скелета неопентана . ТЭН — очень мощное взрывчатое вещество с относительным коэффициентом эффективности 1,66. [2] При смешивании с пластификатором ТЭН образует пластическое взрывчатое вещество . [3] Наряду с RDX он является основным ингредиентом Semtex и C4 .
ТЭН также используется в качестве сосудорасширяющего препарата для лечения некоторых заболеваний сердца, например, при стенокардии . [4] [5]
Тетранитрат пентаэритрита был впервые получен и запатентован в 1894 году производителем взрывчатых веществ Rheinisch-Westfälische Sprengstoff AG из Кельна, Германия . [6] [7] [8] [9] Производство тэна началось в 1912 году, когда улучшенный метод производства был запатентован правительством Германии. ТЭН использовался немецкими военными во время Первой мировой войны . [10] [11] Он также использовался в автопушках MG FF/M и многих других системах вооружения Люфтваффе во Второй мировой войне.
ТЭН 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 °С, 55 г/100 г при 60 °С) и диметилформамид (40 г/100 г раствора при 40 °С, 70 г/100 г при 70 °С). ТЭН образует эвтектические смеси с некоторыми жидкими или расплавленными ароматическими нитросоединениями , например тринитротолуолом (ТНТ) или тетрилом . Из-за стерических затруднений соседнего неопентилподобного фрагмента ТЭН устойчив к воздействию многих химических реагентов ; 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 тэна представляет интерес из-за присутствия тэна в стареющем оружии. [12] Нейтронное излучение разлагает ТЭН, образуя диоксид углерода и некоторое количество динитрата и тринитрата пентаэритрита . Гамма-излучение увеличивает чувствительность тэна к термическому разложению , снижает температуру плавления на несколько градусов Цельсия и вызывает набухание образцов. Как и в случае других нитратных эфиров, основным механизмом разложения является потеря диоксида азота ; эта реакция является автокаталитической . [ нужна цитация ] Были проведены исследования по термическому разложению ТЭНа. [13]
В окружающей среде ТЭН подвергается биоразложению . Некоторые бактерии денитратируют ТЭН до тринитрата, а затем до динитрата, который затем еще больше разлагается. [14] ТЭН имеет низкую летучесть и низкую растворимость в воде и, следовательно, имеет низкую биодоступность для большинства организмов. Его токсичность относительно низка, и его трансдермальная абсорбция также кажется низкой. [1] Представляет угрозу для водных организмов . Под действием железа он может разлагаться до пентаэритрита . [15]
Производство осуществляется путем реакции пентаэритрита с концентрированной азотной кислотой с образованием осадка, который можно перекристаллизовать из ацетона с получением пригодных для переработки кристаллов. [16]
Вариации метода, впервые опубликованные в патенте США № 2370437 Акена и Виверберга (1945, компания Du Pont), составляют основу всего современного коммерческого производства.
ТЭН производится многими производителями в виде порошка или вместе с нитроцеллюлозой и пластификатором в виде тонких пластифицированных листов (например, Primasheet 1000 или Detasheet ). Остатки ТЭНа легко обнаружить в волосах людей, имеющих с ним дело. [17] Наибольшее удержание остатков наблюдается на черных волосах; некоторые остатки остаются даже после стирки. [18] [19]
ТЭН чаще всего используется в качестве взрывчатого вещества с высокой бризантностью . Это вторичное взрывчатое вещество , то есть его труднее взорвать, чем первичное взрывчатое вещество , поэтому его падение или воспламенение обычно не вызывает взрыва (при стандартном атмосферном давлении его трудно воспламенить и оно сильно горит), но оно более чувствительно к ударам и трение, чем другие вторичные взрывчатые вещества, такие как тротил или тетрил . [16] [20] При определенных условиях может произойти переход горения в детонацию , как и у нитрата аммония .
В боевых действиях он редко применяется в одиночку из-за своей меньшей устойчивости, но преимущественно используется в основных зарядах пластической взрывчатки типа С4 вместе с другими взрывчатыми веществами (особенно гексогеном ), разгонных и разрывных зарядах малокалиберных боеприпасов , в верхних зарядах детонаторов в некоторые фугасы и снаряды, как взрывчатое ядро детонационного шнура . [21] [22] ТЭН является наименее стабильным из обычных военных взрывчатых веществ, но может храниться без значительного ухудшения качества дольше, чем нитроглицерин или нитроцеллюлоза . [23]
Во время Второй мировой войны тэн наиболее часто использовался в детонаторах с взрывающейся проволокой для атомных бомб. Эти детонаторы с взрывающейся проволокой давали более точную детонацию по сравнению с примакордом . ТЭН использовался для этих детонаторов, потому что он был безопаснее, чем первичные взрывчатые вещества, такие как азид свинца : хотя он был чувствителен, он не детонировал при энергии ниже порогового значения. [24] Взрывающиеся мосты, содержащие ТЭН, по-прежнему используются в современном ядерном оружии. В искровых детонаторах ТЭН используется, чтобы избежать необходимости использования первичного взрывчатого вещества; энергия, необходимая для успешного прямого инициирования ТЭНа электрической искрой, колеблется в пределах 10–60 мДж.
Его основные характеристики взрыва:
ТЭН используется в ряде композиций. Это основной ингредиент пластиковой 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% ТЭНа и 20% силиконового каучука Sylgard 182 . [25] Его часто флегматизируют путем добавления 5–40% воска или полимеров (с получением взрывчатых веществ на полимерной связке ); в таком виде он используется в некоторых артиллерийских снарядах калибром до 30 мм , но для более высоких калибров непригоден. Он также используется в качестве компонента некоторых орудийных порохов и твердого ракетного топлива . Нефлегматизированный ТЭН хранится и обрабатывается с содержанием воды примерно 10%. ТЭН сам по себе нельзя отливать , поскольку он взрывоопасно разлагается немного выше точки плавления, [ нужна ссылка ] [ необходимы разъяснения ] , но его можно смешивать с другими взрывчатыми веществами для образования литейных смесей.
ТЭН может быть инициирован лазером . [26] Импульс длительностью 25 наносекунд и энергией 0,5–4,2 джоуля рубинового лазера с модуляцией добротности может инициировать детонацию поверхности тэна, покрытой слоем алюминия толщиной 100 нм, менее чем за полмикросекунды. [ нужна цитата ]
ТЭН во многих применениях был заменен гексогеном , который термически более стабилен и имеет более длительный срок хранения . [27] ТЭН может использоваться в некоторых типах плунжерных ускорителей . [28] Замена центрального атома углерода на кремний дает Si-ТЭН, который чрезвычайно чувствителен. [29] [30]
Десять килограммов тэна было использовано при взрыве в парижской синагоге в 1980 году .
В 1983 году 307 человек погибли в результате взрыва грузовика, начиненного тэном, в казармах Бейрута .
В 1983 году дом «Дом Франции» в Берлине был почти полностью разрушен в результате взрыва 24 килограммов (53 фунтов) ТЭНа террористом Йоханнесом Вайнрихом . [31]
В 1999 году Альфред Хайнц Роймайр использовал ТЭН в качестве основного заряда для своих четырнадцати самодельных взрывных устройств , которые он сконструировал в попытке нанести ущерб Трансаляскинской трубопроводной системе .
В 2001 году член Аль-Каиды Ричард Рид , «обувной бомбардировщик», использовал тэн в подошве своей обуви в своей неудачной попытке взорвать рейс 63 American Airlines, следовавший из Парижа в Майами. [19] [32] Он намеревался использовать твердый трипероксид триацетона (ТАТР) в качестве детонатора. [20]
В 2009 году ТЭН был использован саудовским террористом- смертником Абдуллой Хасаном аль-Асири при попытке « Аль-Каиды» на Аравийском полуострове убить заместителя министра внутренних дел Саудовской Аравии принца Мухаммеда бен Найефа . Цель выжила, а бомбардировщик погиб в результате взрыва. ТЭН был спрятан в прямой кишке террориста , что эксперты по безопасности назвали новой техникой. [33] [34] [35]
25 декабря 2009 года ТЭН был обнаружен в нижнем белье Умара Фарука Абдулмуталлаба , «бомбардировщика в нижнем белье», нигерийца, имеющего связи с «Аль-Каидой» на Аравийском полуострове. [36] По данным представителей правоохранительных органов США, [37] он пытался взорвать рейс 253 авиакомпании Northwest Airlines при подлете к Детройте из Амстердама. [38] Абдулмуталлаб безуспешно пытался взорвать примерно 80 граммов (2,8 унции) тэна, зашитого в его нижнее белье, путем добавления жидкости из шприца; [39] Однако в результате возник лишь небольшой пожар. [20]
В ходе заговора о взрыве грузового самолета «Аль-Каиды на Аравийском полуострове» в октябре 2010 года два картриджа для принтеров, наполненных ТЭНом, были обнаружены в аэропорту Ист-Мидлендс и в Дубае на рейсах, направлявшихся в США, по наводке разведки. В обеих упаковках содержались сложные бомбы, спрятанные в картриджах для компьютерных принтеров , заполненных тэном. [40] [41] Бомба, найденная в Англии, содержала 400 граммов (14 унций) тэна, а бомба, найденная в Дубае, содержала 300 граммов (11 унций) тэна. [41] Ганс Михельс, профессор техники безопасности в Университетском колледже Лондона , сообщил газете, что 6 граммов (0,21 унции) ТЭНа — «примерно в 50 раз меньше, чем было использовано — будет достаточно, чтобы проделать дыру в металлической пластине в два раза больше, чем было использовано». толщина обшивки самолета». [42] Напротив, согласно эксперименту, проведенному группой документальных фильмов BBC, предназначенной для имитации рождественского взрыва Абдулмуталлаба с использованием самолета Боинг 747, даже 80 граммов тэна было недостаточно, чтобы существенно повредить фюзеляж. [43]
12 июля 2017 года 150 граммов тэна было обнаружено в Ассамблее Уттар-Прадеша, [44] [45] самого густонаселенного штата Индии. [46] [47]
После террористических заговоров по взрыву ТЭН в статье в журнале Scientific American отмечалось, что ТЭН трудно обнаружить, поскольку он не испаряется в окружающий воздух. [40] В ноябре 2010 года газета Los Angeles Times отметила, что низкое давление паров ТЭНа затрудняет его обнаружение собаками, вынюхивающими бомбы. [19]
Для обнаружения тэна можно использовать множество технологий, в том числе химические датчики, рентгеновские, инфракрасные, микроволновые [48] и терагерцовые лучи, [49] некоторые из которых были реализованы в приложениях для общественного досмотра, в первую очередь для авиаперелетов. ТЭН является одним из взрывчатых химикатов, обычно представляющих интерес в этой области, и он принадлежит к семейству распространенных взрывчатых химикатов на основе нитратов , которые часто можно обнаружить с помощью одних и тех же тестов.
Одна из систем обнаружения, используемая в аэропортах, включает анализ образцов мазков, полученных от пассажиров и их багажа. Сканеры всего тела, использующие радиочастотные электромагнитные волны , рентгеновские лучи низкой интенсивности или Т-лучи терагерцовой частоты, которые могут обнаруживать объекты, скрытые под одеждой, не получили широкого распространения из-за стоимости, опасений по поводу возникающих в результате задержек путешественников и проблемы конфиденциальности. [50]
Обе посылки на заговоре с бомбой в грузовом самолете в 2010 году были просканированы рентгеном, но бомб обнаружено не было. [51] Qatar Airways заявила, что бомба ТЭН «не может быть обнаружена с помощью рентгеновского досмотра или обученных собак-ищейщиков ». [52] Бундескриминаламт получил копии рентгеновских снимков Дубая, и следователь заявил, что немецкие сотрудники также не смогли бы идентифицировать бомбу . [51] [53] В США последовали новые процедуры безопасности в аэропортах, в основном для защиты от ТЭН. [19]
Как нитроглицерин (тринитрат глицерина) и другие нитраты , ТЭН также используется в медицине как сосудорасширяющее средство при лечении заболеваний сердца . [4] [5] Эти препараты действуют путем высвобождения в организме сигнального газа оксида азота . Сердечный препарат Лентонитрат представляет собой практически чистый ТЭН. [54]
Мониторинг перорального применения препарата пациентами осуществляли путем определения уровней в плазме ряда продуктов его гидролиза - пентаэритрита динитрата, пентаэритрита мононитрата и пентаэритрита - в плазме с помощью газовой хромато-масс-спектрометрии . [55]
{{cite journal}}
: Для цитирования журнала требуется |journal=
( помощь ) [ постоянная мертвая ссылка ]