Тротиловый эквивалент

Теплота — взрыв

Теплота взрыва — количество тепла, выделяющегося при взрывном превращении 1 кг ВВ, — является одной из основных характеристик при оценке эффективности ВВ при разрушении пород.
 

Теплота взрыва ( Звзр ( рассчитываемая по закону Гесса как разность стандартных теплот образования ПВ и исходного ВВ) и число молей газообразных ПВ N определяются исходя из уравнения реакции взрывчатого разложения, основанного на правиле Бринкли-Вильсона.
 

Теплота взрыва АЯвзр является сложной функцией состава и строения вещества. Изменение ДНвдр в зависимости от строения для разных веществ с одним и тем же материальным балансом должно быть симбатно изменению стандартной энтальпии образования и легко учитывается при знании A / ff этих веществ.
 

Теплота взрыва динитробснзола равна 820 ккал / кг, объем газообразных продуктов взрыва 635 л / кг, скорость детонации 6100 м / сек фу-гасность 255 мл, бризантный эффект по Касту 3 4 мм, по Гессу — 10 мм.
 

Теплоту взрыва определяют теоретически или экспериментально. В качестве стандартных условий применяют температуры О и 18 С и давление 10 Па.
 

Теплоту взрыва определяют в специальной калориметрической бомбе, в которой при помощи электрической спирали взрывают заряды массой 1 — 2 кг. В промышленных условиях применяют бомбы, в которых заряды массой 50 — 100 г взрывают электродетонатором.
 

Теплотой взрыва называется то количество теплоты, которое выделяется при взрыве одного грамм-моля взрывчатого вещества; для целей практического сравнения различных взрывчатых веществ друг с другом эту величину обычно относят к 1 кг ВВ.
 

Поэтому теплота взрыва данного ВВ не является величиной постоянной и колеблется в некоторых пределах. Численные значения теплот взрывчатого превращения ряда В В приведены в табл. 36, составленной по различным источникам, В табл. 37 приведены рассчитанные К, К.
 

Для расчета теплоты взрыва необходимо знать уравнение взрывчатого превращения ВВ.
 

Экспериментальное определение теплоты взрыва производят в калориметрических установках, состоящих из толстостенной стальной бомбы объемом от нескольких сотен кубических сантиметров до 50л и жидкостного калориметра. Перед опытом в калориметрической бомбе откачивают воздух, возможно также заполнение бомбы инертным газом, например азотом.
 

Учитывая важность теплоты взрыва как характеристики ВВ, а также сложность и трудоемкость ее экспериментального определения, в работе предложен метод расчета, который позволяет достаточно надежно вычислять теплоты взрыва при любой заданной плотности. При этом исходили из экспериментального факта, что степень реализации максимально возможной теплоты взрыва ( Qp / Qmax) зависит от кислородного коэффициента а

С этой целью графически найдены зависимости коэффициента реализации энергии ( Qp / Qmax ] ПРИ плотности 1 0 и 1 6 г / см3 от кислородного коэффициента а. Эти зависимости представлены на рис. 6.3. Зависимости хорошо описывают экспериментальные данные, за исключением ВВ с высоким содержанием водорода при относительно низком кислородном коэффициенте а. ВВ типа нитрогуанидина, нитрозогена могут занимать всю область в левом верхнем углу графиков.
 

Численные значения теплот взрыва различных взрывчатых веществ часто приводятся как вполне определенные и неизменные характеристики каждого взрывчатого вещества.
 

Бризантное ВВ; теплота взрыва 4190 кДж / кг, скорость 11Ог детонации 7 км / с ( при плотн.
 

Главная сложность расчетов теплоты взрыва по выражению (6.1) связана с определением истинного состава ПВ к моменту завершения процесса их расширения или к окончанию любой другой стадии, при которой определяется тепловой эффект взрыва.
 

Удовлетворительное совпадение по теплотам взрыва между расчетными и экспериментальными значениями получено также для тротила, тэна, тетрила.
 

Использование и примеры[править | править код]

Эти единицы используются для оценки энергии, выделяемой при ядерных взрывах, подрывах химических взрывчатых устройств, падениях астероидов и комет, взрывах вулканов и т. п.

В частности, тротиловый эквивалент может характеризовать мощность ядерного взрыва. Он равен массе тротилового (тринитротолуолового) заряда, энергия которого во время взрыва была бы эквивалентна энергии взрыва данного ядерного боеприпаса. Например, энергия, выделяющаяся при делении всех ядер, содержащихся в одном килограмме урана-235 или плутония-239 (~80 ТДж), примерно равна энергии взрыва 20 тыс. т тротила.

Так, энергия взрыва ядерной бомбы «Малыш» над Хиросимой 6 августа 1945 года по разным оценкам составляет от 13 до 18 кт ТНТ, что соответствует полному преобразованию в энергию примерно 0,7 г материи:

E = mc2 = 0,0007 кг · (3⋅108 м/с)2 = 63⋅1012 Дж ≈ 15 кт ТНТ.

Для сравнения, общее мировое потребление электроэнергии за 2005 год (5⋅1020 Дж) равно 120 Гт ТНТ, или в среднем 3,8 кт ТНТ в секунду.

Энерговыделение при падении Тунгусского метеорита оценивается в 10—30 Мт ТНТ. При взрыве вулкана Кракатау в 1883 году выделилось около 200 Мт энергии в тротиловом эквиваленте. Полная энергия, выделившаяся при вызвавшем катастрофическое цунами землетрясении в Индийском океане 26 декабря 2004 года (магнитуда 9,3 балла), эквивалентна 9600 гигатонн (4·1022 Дж), однако энергия, выделившаяся на поверхности дна океана, была в сотни тысяч раз меньше и эквивалентна лишь 26 мегатонн.

Действие взрыва

Механическое воздействие взрыва связано с работой, которая совершается при расширении газов. Воздействие условно делится на бризантные (местные) и фугасные (общие) формы. Бризантное действие проявляется непосредственно в окрестностях заряда (в твердой среде) или вблизи поверхности твердого тела, фугасное — на расстояниях намного больше размера заряда. Для бризантного действия характерно сильное деформирование и дробление среды, а его общий фугасный эффект определяется импульсом, т. е. начальным давлением в полости взрыва и её размерами. Фугасное действие зависит только от энергии заряда. Форма заряда взрывчатого вещества и его детонационные характеристики существенно влияют лишь на бризантное действие взрыва. Бризантное действие взрыва может быть усилено кумулятивными эффектами.

Действие ударной волны на предметы зависит от их характеристик. Разрушение капитальных строений зависит от импульса взрыва. Например, при действии ударной волны на кирпичную стену она начнёт наклоняться. За время действия ударной волны наклон будет незначительным. Однако, если и после действия ударной волны стена будет наклоняться по инерции, то она рухнет. Если предмет жёсткий, прочно укреплён и имеет небольшую массу, то он успеет изменить свою форму под действием импульса взрыва и будет сопротивляться действию ударной волны, как силе, приложенной постоянно. В этом случае разрушение будет зависеть не от импульса, а от давления, вызываемого ударной волной.

Источники взрыва[править | править код]

Поражающие факторы при воздушном взрыве[править]

Распределение энергии, выделяемой при воздушном ядерном взрыве:

• Воздушная ударная волна — 50 %
• Световое излучение — 35 %
• Радиоактивное заражение — 10 %
• Проникающая радиация — ~4 %
• Электромагнитный импульс — ~1 %

Воздушная ударная волнаправить

Разрушение дома воздушной ударной волной. 17 марта 1953 года, ядерный полигон в Неваде

Воздушная ударная волна возникает в результате расширения заключённых в области взрыва раскалённых газов и представляет собой распространяющуюся со сверхзвуковой скоростью тонкую переходную область, в которой происходит резкое (скачкообразное) повышение плотности, давления, температуры и скорости воздуха. Скорость распространения ударной волны вблизи центра взрыва превышает 1600 м/с, а по мере удаления от центра снижается до скорости звука (340 м/с) и ниже. На расстоянии 800 м от центра взрыва скорость распространения ударной волны составляет 200 м/с. На большом удалении от места взрыва ударная волна превращается в волну звуковую. Время действия ударной волны на некий неподвижный объект — 0,6 с для бомбы мощностью 20 кт; 3 с для бомбы мощностью 1 Мт. Основные параметры ударной волны:

• избыточное давление во фронте ударной волны — ΔРф, Па (кгс/см²);
• скоростной напор — ΔРск, Па (кгс/см²).

Световое излучениеправить

Световое излучение включает в себя ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра. Источником его является светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры (до 7000 °C) паров веществ ядерного боеприпаса и атмосферного воздуха. 99 % светового излучения испускается в период 0,01—3,0 секунды от начала ядерной реакции; через 10 секунд свечение прекращается полностью (для взрыва мощностью 20 кт). Световое излучение вызывает поражение глаз и ожоги различной степени тяжести у людей и животных, может служить причиной возгорания зданий и сооружений, одежды, а также оплавления и обожжения конструкций из негорючих материалов.

Основным параметром, определяющим поражающую силу светового излучения, является:

световой импульс — Uсв, Дж/м² (кал/см²)

Световой импульс — это количество световой энергии, падающей на единицу площади, перпендикулярной к направлению излучения за всё время свечения огненного шара; величина его зависит в первую очередь от интенсивности и продолжительности излучения, а также от прозрачности атмосферы.

Проникающая радиацияправить

Проникающая радиация представляет собой поток гамма-лучей и нейтронов, испускаемых зоной взрыва. Излучение длится 15—25 секунд после взрыва, причём более 95 % радиации излучается в первые 3,5—5 секунд в зависимости от мощности взрыва.

Проникающая радиация, проходя сквозь объекты, ионизирует их атомы. При прохождении через живую материю ионизируются атомы, входящие в состав клеток. Это ведёт к нарушению обмена веществ клеток и изменению их жизнедеятельности. Следствием этого являются нарушение работы органов и систем организма и генетические (наследственные) изменения. Результат подобного воздействия называется лучевой болезнью.
Параметром, определяющим поражающую силу проникающей радиации, является:

поглощённая доза излучения — Dп, рад; Р

Радиоактивное заражениеправить

Основным источником радиоактивного заражения грунта и атмосферы являются радиоактивные продукты деления ядерного горючего. Радиоактивные продукты перемешиваются с частицами грунта, поднимающимися за облаком взрыва (эти поднимающиеся частицы и пыль при взрыве создают так называемую «ножку» ядерного гриба), а затем постепенно выпадают как в районе взрыва, так и по пути следования радиоактивного облака, создавая так называемый след облака. Степень заражения местности определяет

уровень радиации — Р, р/ч

Электромагнитный импульсправить

Электромагнитный импульс (ЭМИ) — это кратковременное мощное электромагнитное излучение, которое сопровождает ядерный взрыв и поражает электрические, электронные системы и аппаратуру, создавая в них наведённое напряжение, превышающее запас электрической прочности. Наиболее подвержены ЭМИ линии связи, сигнализации и другие низковольтные линии. Воздействие на линии и оборудование с рабочим напряжением несколько десятков или сотен вольт, а также низковольтные линии, имеющие защиту от молний, обычно не ведёт к их выводу из строя. Прямой опасности для человека ЭМИ не несёт.

Источники энергии

Взрывное превращение — быстрый самостоятельно распространяющийся процесс с выделением энергии и образованием сильно сжатых газов, способных производить работу, возникает из-за химических и ядерных реакций. В результате взрывного превращения в окружающей среде возникает волна сжатия. Такие волны также сопровождают взрывы, не сопровождающиеся взрывным превращением, — физические взрывы сосудов под давлением, наполненных негорючими газами, паром или многофазными сжимаемыми системами (пыль, пена). Физико-химический взрыв паров вскипающей жидкости (BLEVE) происходит в результате внешнего подогрева сосуда, наполненного горючей легкокипящей жидкостью. При разрыве емкости и последующем воспламенении паров кипящей жидкости происходит образование огненного шара. В зависимости от источников энергии существуют также электрические, вулканические взрывы, взрывы при столкновении космических тел (например, при падении метеоритов на поверхность планеты), взрывы, вызванные гравитационным коллапсом (взрывы сверхновых звёзд и др.).

Точечными взрывами являются взрывы вещества, занимающего малый объем относительно зоны воздействия, например — заряд взрывчатого вещества. Объёмным взрывом является взрыв газо-, паро-, пылевоздушного облака, занимающего значительный объем зоны воздействия. При взрыве облака возникает огненный шар.

Теракты в Европе

В течение последних трех лет происходили теракты в Париже и других европейских городах. Больше всех пострадала именно Франция. В частности 13 ноября в столице Франции вооруженные боевики открыли стрельбу в ресторане. 3 взрыва прозвучало около стадиона «Стад де Франс», где находился президент Франсуа Олланд. Также на концерте в театре «Батаклан» террористы захватили заложников. В результате этих событий 129 человек погибли.

14 июля во французской Ницце жители отмечали День взятия Бастилии. На набережной собралась огромная толпа людей посмотреть на фейерверк. В эту толпу влетел грузовик, который продолжал двигаться по улице зигзагами и давить при этом людей. Так грузовик проехал два километра, затем водитель был ликвидирован полицией. В этом теракте 84 человека погибли.

Также в 2015 году был еще один теракт в Париже в здании редакции журнала Charlie Hebdo. В это здание ворвались два боевика и открыли стрельбу по людям. Жертвами теракта стал один полицейский и 12 сотрудников журнала. При побеге с места террористы сбили на автомобиле одного человека. Около 20 человек были ранены в тот день.

В Германии на ярмарке в центре Берлина террорист совершил наезд на людей, врезавшись в толпу. 48 человек сразу госпитализировали, 12 людей погибли. Власти сразу заявили, что это был теракт, а обвиняемый 24-летний выходец из Туниса был ликвидирован в Милане в ходе перестрелки с полицией.

Также сюда можно отнести и взрыв в международном аэропорту Брюсселя, при котором 32 человека погибли, 300 получили ранения. Многие эксперты утверждают, что сегодня в странах Европы множество террористов, которые проникли туда под видом беженцев. Это могло стать причиной упомянутых выше террористических актов.

Также в Европе были и другие нападения на гражданских, однако в качестве самых крупных в мире терактов их рассматривать не стоит. В частности были нападения с мачете на гражданских со стороны беженцев, которые выкрикивали «Аллах Акбар». Подобные акты терроризма случаются, но не афишируются активно в СМИ.

История[править | править код]

Процесс[править | править код]

Направления 1352 лучей обсчета взрыва.

1. Взрывная волна начинает распространяться линейно от источника в каждую из 1352 точек, равномерно расположенных на поверхности куба с длиной грани 2.
2. Взрывная волна ослабевает на значение, равное длина этапа × 0,75, что происходит каждый последующий этап; если взрывная волна полностью поглощена или ослабла, тот же процесс начинается на следующей линии.
3. Производится проверка текущего блока на каждом этапе длиной 0,3. Невоздушный блок поглощает ( / 5 + 0,3) длина этапа взрывной волны; если взрывная волна не полностью поглощена — блок разрушается.

Из этого следует, что, если поместить ТНТ в дыру и убрать блоки вокруг него, радиус куба извлеченной породы увеличится на 1.

Максимальный радиус поражения взрыва ТНТ — 6,9, для взрыва крипера — 5,1, для огненного шара гаста — 1,5. Например, взрыв ТНТ может разрушить факел на расстоянии 7 блоков от взрыва. Минимальная взрывоустойчивость блока, необходимая для поглощения максимальной взрывной волны ТНТ — 77,67, для взрыва крипера — 63,5, для огненного шара гаста — 20,17. Поэтому вода, источник лавы, обсидиан и коренная порода неразрушимы, а некоторые менее стойкие блоки могут уцелеть и после огненного шара. Исключением является синий череп иссушителя, способный разрушить всё кроме коренной породы и барьера, но это является просто особым свойством — снаряд босса имеет ту же мощность взрыва, что и огненный шар.

Если взрыв происходит в воде — разрушения блоков не произойдёт, хотя урон игроку всё равно будет зачислен, потому что блок воды имеет величину взрывоустойчивости, равную 500. Это можно использовать для создания . Однако вода сама по себе не ослабляет взрывы, взорвавшиеся в блоке, их не выдерживающим, включая воздух, песок и гравий. Таким образом, можно взрывать блоки под водой, насыпав песок или гравий на ТНТ под водой. Правда, такой взрыв может быть слабее, потому что ему нужно разрушить и этот блок, чтобы разрушить что-либо ещё.

Если между игроком и центром взрыва находится стена из любого материала (даже стекла), урон снижается до 1 ().

Общая информация[править | править код]

Показатель теплоты взрыва в определённых пределах зависит от толщины и материала оболочки, куда помещен заряд, а с увеличением плотности заряда значения теплоты взрыва повышается по линейному закону.

Теплота взрыва разделяется на:

• теплота детонации (или малая теплота взрыва) — минимальный средний показатель теплоты, определяющий детонационный режим, выделяясь в детонационной волне и передаваясь ей полностью; её экспериментальное определение до настоящего времени затруднено. Может изменяться от давления в детонационной волне.
• фугасная теплота — теплота взрыва в массивной оболочке. Промежуточная между теплотой детонации и максимальной теплотой. Зависит от плотности заряда и толщины оболочки; изменения зависят от давления внешней среды и газодинамических условий процесса расширения продуктов взрыва.
• максимальная теплота — является константой взрывчатых веществ ввиду того, что определяется исключительно составом взрывчатого вещества, вне зависимости от начального и конечного размеров состояния продуктов взрыва. Позволяет увидеть предельные возможности взрывчатого вещества, в случае, если необходим результат полного превращения химической энергии в тепловую.

Для установления фугасной теплоты взрывчатого вещества на практике используются следующие приёмы:

• метод свинцовой бомбы;
• метод эквивалентных зарядов;
• метод баллистического маятника;
• метод баллистической мортиры;
• определение фугасной теплоты по объёму воронки выброса;
• измерение параметров воздушных ударных волн.

Примеры влияния на показатели теплоты взрываправить | править код

В случаях детонации плотных зарядов взрывчатых веществ с отрицательным кислородным балансом, которые помещены в массивную оболочку, наблюдается дополнительное выделение тепла без увеличения скорости детонации, так, при взрыве тротила, спрессованного в латунную оболочку толщиной 4 мм, выделяется на 25 % больше энергии (1080 кал/г), чем при взрыве аналогичного по весу и плотности заряда тротила в слабой слеклянной оболочке толщиной 2 мм (840 кал/г). Такой же эффект наблюдается у пикриновой кислоты, тетрина, гексогена. При этом увеличение теплоты взрыва за счет уплотнения и оболочки отслеживается только у взрывчатых веществ с отрицательным кислородным балансом, у других смесевых взрывчатых веществ с небольшим, нулевым или положительным кислородным балансом (ТЭН, глицерин) данный эффект не прослеживается.

Дополнительное выделение теплоты взрыва может зависеть от медленного протекания химических реакций генераторного газа, не усиливающих детонационную волну.

Росту показателя теплоты взрыва способствует приращивание, измеренного для свободных и утяжеленных зарядов, импульса детонационной волны.