تعاريف

انفجارها خود اثر يا نتيجه‌ی پديده‌هاي ديگري هستند. در مفهوم ساده‌تر، يك انفجار بر اثر انبساط شديد گازها و آزاد شدن انرژي حاصل مي‌شود. اگر يك آتش را به مخزن گاز قابل اشتعال و هوا نزديك كنيم، در نتيجه ازدياد فشاري كه بر اثر توليد گازهاي حاصل از سوختن به وجود مي‌آيد مخزن محتوي اين مخلوط تركيده و اين عمل انفجار ناميده مي‌شود.

در اين عمل يك سيستم فيزيكي و شيميايي سريعا به يك سيستم مكانيكي تبديل شده، كه اين عمل با تغييرات انرژي ذخيره شده همراه بوده و ممكن است با امواج ضربه‌اي نيز همراه باشد. همچنين مواد قابل اشتعال كه تحت شرايط عادي به آرامي مي‌سوزند، تحت شرايط خاصي مانند وجود اكسيژن به مقدار كافي و امكان تركيب سريع با اكسيژن مي‌تواند حالت انفجاري داشته‌باشند. معروف‌ترين انفجارات مربوط به مواد منفجره است.

شرکت مادکو با بیش از ۱۰ سال سابقه‌ی درخشان در امر آلاینده‌سنجی آماده است تا پروژه‌های مربوطه را برای سازمان‌ها و صنایع گوناگون به سرانجام برساند. به منظور کسب اطلاعات بیشتر در ارتباط با آلاینده‌سنجی می‌توانید به صفحه‌ی اختصاصی سایت مادکو مراجعه فرمایید.

مواد منفجره

منظور از مواد منفجره در اين بحث، مواد منفجره از نوع سبك يا تجاري مانند انواع باروت‌ها، ديناميت، چاشني و … مي‌باشد. اگر در اين گونه از مواد منفجره آتش‌سوزي رخ دهد، بلافاصله تمام مواد در يك لحظه هم‌زمان با انفجار از بين مي‌رود. قدرت پرتاب تكه‌هاي ناشي از انفجار در اين گونه مواد تا شعاع ٢٠٠ متري است. بنابراين مبارزه با اين مواد زماني آغاز مي‌شود كه آتش به آن‌ها نرسيده‌باشد و بايد از سرايت آتش به اين مواد جلوگيري شود.

تعريف انفجار

انفجار عبارت از آزاد شدن انرژي با سرعت خيلي زياد است. فرق بين احتراق و انفجار مربوط به مقدار انرژي توليدي نیست؛ بلكه مربوط به سرعت توليد است. مثلا احتراق بنزين ١١٥٠٠ كالري گرم و ماده منفجره TNT(تری نیترو تولوئن) فقط ٢٦٧٤ كالري گرم انرژي توليد مي نمايد (در ۱٫۵ ثانیه). همچنين يك سانتي‌متر مكعب از اين ماده منفجره، ۹۰۰۰ سانتي‌متر مكعب گاز توليد مي‌كند.

جدول اختلاف كالري توليدي و شدت انفجار سوخت‌های مايع وگاز با مواد منفجره

شناسایي مواد منفجره

مواد منفجره اجسامي هستند كه در اثر يك عامل خارجي مانند ضربه، حرارت و يا تاثير توأم آن‌ها به طور ناگهاني تجزيه مي‌شوند و مقدار زيادي گاز داغ توليد مي‌كنند. اگر اين مواد در هواي آزاد منفجر شوند، كار مهمي انجام نخواهند داد؛ در صورتي كه اگر انفجار آن‌ها در محيط بسته و محدود صورت گيرد، گازهاي توليد شده فشار زيادي به ديواره وارد مي‌كند و باعث تخريب محيط مي‌شود.
در تركيب تمام مواد منفجره، دو عنصر كربن و هيدروژن موجود است و علاوه بر آن، به ميزان كافي اكسيژن جهت احتراق و تبديل اين عناصر به مواد گازي يعني دی‌اكسيدكربن و بخار آب وجود دارد. همچنين ازت و عناصر فلزي هم در تركيبات اين مواد وجود دارد و در سال‌هاي اخير انواع پلاستيكي آن نيز ساخته شده‌است.
بايستي توجه داشت كه مقدار انرژی كه به وسیله‌ی مواد منفجره آزاد مي‌شود چندان زياد نيست و كمتر از ميزان انرژي سوخت‌هاي معمولي است. اما آن‌چه در مورد اين مواد مهم است، سرعت آزاد شدن انرژي است كه فوق‌العاده زياد است. مثلا انرژي موجود در يك كيلوگرم ماده‌ی منفجره‌ی معمولي در حدود یک دهم انرژي موجود در يك كيلوگرم بنزين است؛ در صورتي كه ميزان انرژي آزادشده در واحد زمان در مورد ماده‌ی منفجره‌ی مزبور درحدود ٢ ميليون برابر بيشتر از سرعت انرژي آزادشده‌ از بنزين است.

انواع انفجار

يك انفجار در نتيجه‌ی حالت‌هاي زير به وجود می‌آید:
١ – تغييرات شيميايي: مانند انفجار ناشي از احتراق و انفجار مواد منفجره.
٢ – تغييرات فيزيكي: مانند انفجار بر اثر ازدياد فشار.
٣ – تغييرات اتمي: مانند انفجارات هسته‌اي.
١ – انفجار در اثر تغييرات شيميايي
يك انفجار شيميايي، نتيجه‌ی يك واكنش شيميايي يا تغيير حالتي است كه در يك فاصله‌ی زماني فوق‌العاده كوتاه رخ مي‌دهد و با توليد مقدار زيادي حرارت معمولا مقدار زيادي گاز همراه است. انفجارهاي شيميايي به وسیله‌ی تركيباتي كه حاوي مواد انفجاري و به هم فشرده هستند، اما لزوما نياز به احتباس ندارند، حاصل مي‌شوند. در طي يك واكنش شيميايي، يك انتقال گرمازايي فوق‌العاده سريع همراه با تشكيل گازها و بخارات خيلي داغ انجام مي‌شود.
به دليل سرعت بي‌نهايت بالاي واكنش (يك صدم ثانيه)، گازها بلافاصله منبسط نمي‌شوند، بلكه براي كسري از ثانيه درون ظرف خود باقي مي‌مانند و آن حجمي را كه در ابتدا اشغال كرده‌اند را پر مي‌‌كنند. بنابراين به علت فضاي فوق‌العاده كوچك و دماي انفجار بي‌نهايت بالا (چندين هزار درجه)، فشار زيادي (چندصد اتمسفر) حاصل مي‌شود، اين فشار به اندازه‌اي زياد است كه قادر است يك موج انفجار توليد كند و ديواره ظرف را بشكند و باعث خسارت به اشيا اطراف شود. اگر موج انفجار به اندازه كافي قوي باشد، به اشياي دور نيز خسارت وارد مي كند.

بسياري از تركيبات شيميايي گرچه درگروه مواد قابل انفجار قرار ندارد، ممكن است تحت شرايط خاص تجزيه‌ی انفجاري داشته باشند. به عنوان مثال يك ماده‌ی اكسيدكننده و يك ماده قابل سوخت با طي يك فرآيند اكسيداسيون و احيا مي‌توانند چنين حالتي داشته‌‍‌باشند. در انفجار مايعات نيز نظير گازها تركيب و ساختمان شيميايي مايع مهم است.
٢ – انفجار براثر تغييرات فيزيكي
يك انفجار فيزيكي وقتي به‌وجود مي‌آيد كه يك ماده در حالي كه فشرده شده، دستخوش يك تبديل فيزيكي آني شود. در همان زمان انرژي پتانسيل سريعا به انرژي جنبشي تبديل شده و دماي آن فورا بالا رفته و منجر به توليد يك موج شوك در محيط اطراف آن مي‌شود. يك نمونه از اين گونه انفجارها، فوران آتش‌فشان كراكا توا در سال ١٨٨٣ است. در طي اين فوران مقدار زيادي گدا‌زه‌ی مذاب به اقيانوس ريخته شد و موجب تبخير يك مايل مكعب از آب دريا شد. اين تبخير سريع يك موج انفجاري ايجاد كرد كه تا مسافت ٣٠٠ مايل دورتر قابل شنيدن بود. نوع ديگر در ديگ هاي بخار، سيلندرهاي گاز يا ظروف تحت فشار مي‌باشد كه اين ظروف به صورتي طراحي شده‌اند كه يك ضريب اطمينان قابل قبول در برابر ازدياد فشار كه ممكن است در اثر جذب حرارت توسط مخزن صورت پذيرد، داشته‌باشد. ظروف تحت فشار معمولا مجهز به يك يا چند سيستم ايمني تخليه‌ی فشار از قبيل توپي، قابل ذوب، شير اطمينان، ديسك شكننده و … مي‌باشند.
انفجار اين ظروف و مخازن ممكن است در اثر يكي از عوامل زير اتفاق بيفتد:
وجود عيب و نقص در ظروف تحت فشار
نقص درعملكرد سيستم‌هاي ايمني
انتخاب سيستم‌هاي ايمني نامناسب
متمركز شدن حرارت در يك نقطه از بدنه‌ی سيلندر و مخزن
يكي از عمده‌ترين انفجارات كه در اين گروه قرار دارد، انفجار در نتيجه‌ی ازدياد فشار بر اثر افزايش فشار بخار حاصل از جوشيدن مايع مي‌باشد و اين انفجار با نام BLEVE مي‌باشد كه در صفحه‌ی اصول و مباني حريق به صورت كامل توضيح داده شده‌است.

انفجار بر اثر تغييرات اتمي

يك انفجار هسته‌اي در نتيجه‌ی توزيع مجرد پروتون‌ها و نوترون‌ها در هسته‌ی اتم واقع مي‌شود. اين عمل به واسطه‌ی دو فرآيند شكستن و امتزاج هسته‌ی اتم‌ها توليد می‌شود. عناصري كه بيشتر در اين رابطه به كار مي روند، عبارتند از اورانيم ٢٣٥ و پلوتونيم ٢٣٩.
در فرآيند امتزاج هسته‌اي، يك جفت هسته‌ی سبك با يكديگر تركيب شده و تشكيل يك هسته‌ی اتم سنگين‌تر را مي‌دهند. نوع انرژي آزادشده از انفجار هسته، بستگي به هسته و محيط اطراف انفجار دارد. به طور معمول ٥٠ درصد انرژي به صورت موج و صداي انفجار، ٣٥ درصد به صورت حرارت و مابقي به حالت پرتوهاي هسته‌اي آزاد می‌شود. انرژي آزاد شده از انفجارهای هسته‌اي معادل آزادشدن انرژی از چندین تن TNT است.

مواد منفجره و محترقه

تقسيم‌بندي مواد منفجره داراي تاريخچه‌اي است كه در طول زمان اصلاح‌شده و اساس كار در تقسيم‌بندي‌ها اين بوده كه كليه‌ی مواد منفجره را در بر گيرد و هر زمان نقص مشاهده مي‌شد اصلاحي صورت مي‌گرفت. اما مواد منفجره از جنبه‌هاي مختلف مورد طبقه بندي قرار گرفته است؛ مثلا از نظر شيميايي، به اين مفهوم كه تمامي مواد منفجره يكي ازعوامل هشت‌گانه را در ساختمان شيميايي خود دارند، مواد منفجره به هشت گروه تقسيم شده‌اند. تقسیم بندي ديگر از ديدگاه كاربردي مواد منفجره است كه در زير توضيح داده مي‌شود:

انواع مواد منفجره

١- برمبناي ماهيت انفجار:
الف) ماهيت فيزيكي ب) ماهيت شيميايي
٢- بر مبناي نحوه‌ی انفجار:
الف – كند ب- شديد
٣- برمبناي حساسيت:
الف – حساس (شروع کننده)
ب- نيمه حساس (کمکی)
ج – غير حساس

تقسيم بندي مواد منفجره

١- ماهيت فيزيكي:
اين گروه آن دسته از مواد منفجره را در بر مي‌گيرد كه در اثر انفجار، تركيب شيميايي آن‌ها تغيير نكرده و فقط مشخصات فيزيكي آن‌ها تغيير مي‌كند (هواي فشرده – گاز كربنيك مايع).
٢- ماهيت شيميايی:
در اين دسته از مواد منفجره كه معمول‌ترين گروه اين مواد هستند، انفجار به علت واکنش‌های شيميايي بين عناصر مختلف موجود در جسم انجام مي‌گيرد و بنابراين پس از انفجار، مشخصات شيميايي آن‌ها تغيير مي‌كند (ديناميت‌ها).
۳- مواد منفجره كند:
حجم گازهايي كه در اثر انفجار اين گونه مواد توليد مي شود چندان زياد نيست و بدين ترتيب فشار ناشي از آن‌ها نيز زياد نمي‌شود، سرعت انفجار اين مواد نيز زياد نيست و تحت تأثير شعله شروع به انفجار مي‌كند (مانند باروت).
٤- مواد منفجره شديد:
مواد منفجره شديد اين مواد در اثر تماس با شعله و يا در نتيجه ضربه‌ی شديد منفجر مي‌شود و حجم گازهاي توليد شده به وسيله‌ی آن‌ها زياد است. سرعت انفجار آن‌ها نيز زياد و معمولا در حدود چند هزار متر در ثانيه است. مانند انواع ديناميت‌ها و فتيله‌ی انفجاري. اين مواد اغلب خرج حساس چاشني‌ها و ماسوره‌ها را تشكيل مي‌دهند مانند فومينات جيوه و نيترو گليسيرين.
٥- مواد حساس:
به موادي گفته مي‌شود كه داراي حساسيت زياد بوده و با ضربه، حرارت، اصطكاك، موج انفجار، تكان و… منفجر مي‌شوند. اين مواد اغلب خرج حساس چاشني‌ها و ماسوره‌ها را تشكيل مي‌دهند. مانند فومنيات جيوه و نيتروگليسيرين.
٦- مواد نيمه حساس:
موادي هستند كه حساسيت آن‌ها زياد نبوده و با ضربه‌هاي شديد و حرارت‌هاي بالا و يا موج انفجار ضعيف (موج انفجار حاصل از خرج حساس) منفجر مي‌شود. اين مواد معمولا خرج چاشني‌ها، خرج كمكي مين‌ها، خرج فتيله‌ی انفجاري را تشكيل مي‌دهند. مانند پنتريت، تتريل، آر دي ايكس (R.D.X).
مواد غير حساس:
موادي هستند كه نسبت به ضربه، شعله و حرارت حساس نبوده و فقط با موج انفجار منفجر مي‌شوند. اين مواد اغلب خرج اصلي نارنجك‌ها، مين‌ها، خمپاره‌ها و گلوله‌هاي توپ و… را تشكيل مي‌دهند و نيز براي تخريب و انهدام به كار برده مي‌شوند. مانند نیترات آمونیوم، TNT و … .

نویسندگان محتوا:

محسن اسدیان

علی اکبر ایمانی