- إنضم
- 8 أكتوبر 2008
- المشاركات
- 2,471
- التفاعل
مبادىء اولية في علم المتفجرات
هناك مبدأ عملي معروف وهو ان المادة لا تفنى ولا تُستَحدَث ( الا بامر الله ) ولكن تتحول من شكل الى اخر وكثير من المواد الطبيعية تحتوي على طاقة كامنة رهيبة . واذا ما سمح لهذه الطاقة ان تخرج او تتحول الى شكل اخر نراها تفعل العجب العجاب ومن هذه المواد الطبيعية المواد المتفجرة ، وعملية تحويل الطاقة في هذه المواد من شكل الى اخر يمكن ان يُعَبَرُ عنها بالإنفجار . ويحدث الإنفجار عندما يسمح للطاقة الكامنة او المحجوزة داخل المادة ان تنطلق فجأة لتؤثر على البيئة المحيطة. فالإنفجار هو انطلاق مفاجىء للطاقة غير ان العكس ليس صحيح كما في قنائن الغاز المضغوطة المستعملة في الطبخ وذلك ان الانفجار الذي يحدثُ في القنائن ناتج عن اختلاف الضغط . ولذلك فتعريف المادة المتفجرة بانها المادة ( او الخليط الناتج من عدة مواد ) الذي يتصف بالتالي :
1- قدرة عالية على انتاج غاز تحت ظروف الضغط العالي .
2- قدرة عالية على انتاج هذا الغاز وبسرعة عالية بحيث يجعل البيئة المحيطة تتعرض لضغط (اجهاد) ديناميكي قوي ومؤثر.
وللاغراض العلمية يمكن تقسيم المتفجرات الى قسمين :
1- مواد قابلة للاحتراق مثل ملح البارود .
2- مواد شديدة الإنفجار ( تتأثر بالصعق ) مثل الديناميت .
العوامل المؤثرة في الإنفجار
الاكسجين : التفاعل المتفجر يكون ناشراً للحرارة ( بالتعريف ) ولما كانت التفعلات التقنية من هذا النمط تفاعلات اكسدة إرجاعية بصورة عامة فانه لا بد في كل انفجار من وجود ذرة تتاكسد على الاقل أي تتخلى عن بعض الكتروناتها واخرى تستولي على هذه الالكترونات ولكي يكون تفاعل ما تفاعل اكسدة ارجاعية فانه ليس من المحتم وجود الاكسجين اذ ان الازيدات مثلا جزئيات متفجرة لا يدخل في تركيبها الاكسجين فهي تنفجر بتفاعل اكسدة ارجاعي ، غير ان المؤكسد الاول في تفاعلات الاكسدة كما في المتفجرات هو الاكسجين . إن للنسبة المئوية التي تدخل في التركيب المئوي لنوع كيماوي متفجر او لخليط متفجر اهمية ولكنها ليست كبيرة حيث ان السرعة الانفجارية في المقام الاول مستقلة عن الاكسجين اذ ان هناك متفجرات غنية بالاكسجين غير انها بطيئة ، ومتفجرات اخرى فقيرة الاكسجين كجميع مركبات النيترو العطرية ، غير انها سريعة ، وعلينا ان لا ننسى ان ما يطلب من المتفجرات هو القوة او سرعة التفاعل وليس الكمون او امكانية العمل الكلية ، زد على ذلك ان ما يؤثر ليس فقط النسبة المئوية كرقم مطلق بل هو كذلك البنية او الموضع الذي يشغله الاكسجين في الجزيء.
1- النسبة المئوية للمكونات في الخليط : ان العيار او التركيب الكمي للخلائط المتفجرة المتشكلة من مكونات مختلفة ( الوقود والحارق ) وهو عامل يؤثر في سرعة التفاعل .
2- الحرارة والضغط : تزداد سرعة الاحتراق بازدياد الضغط ودرجة الحرارة، وهي تتضاعف تقريباً كلما ازدادت درجة الحرارة بمقدار 10ْ مئوية .
3- كثافة المتفجر : ذرات المركبات الكيماوية التي تدخل في التفاعل اقرب الى بعضها البعض منها في الخلائط الفيزيائية ، وتكون السرعة التي يتطور فيها الفعل الكيماوي اكبر بكثير في الاولى منها في الثانية . الكثافه المطلقة أو الحقيقية هي كتلة وحدة الحجم من المادة المتفجرة التي لا يفصل بين ذراتها الهواء ، أما الكثافه الوزنية فهي وزن اللتر من المادة المتفجرة في الشروط العادية . وتؤثر الكثافة الحقيقية أو المطلقة في سرعة الاحتراق وتؤثر الكثافة الوزنية في الالتهاب ، أي تؤثر الاولى في انتشار الاحتراق داخلياً وتؤثر الثانية في انتشاره خارجياً.
4- كثافة الشحنة : وهي العلاقة الكائنة بين وزن المتفجر وحجم الحيزالذي يتم فيه الانفجار وتتمثل بازدياد ضغط الانفجار وسرعته مع زيادة كثافة الشحنة بحيث أنه اذا كانت كثافة الشحنة كبيرة أمكن تحويل الاشتعال الوميضي الى اشتعال مدو .
5- الكابح : ويطلق على العائق أو الصعوبة التي يجابه بها الحيز الذي تتم فيه العملية الانفجارية والغازات الناتجة عن الانفجار مانعاً إنتشارها فالكابح تابع لطبيعة الوعاء وإحكام إغلاقه . ففي حيز جيد الاحكام وذي خواص مميزة ملائمة تحول دون تحطمه قبل التحول الكلي للمتفجر الى غاز يزداد الضغط بتقدم العملية الانفجارية ، ولما كانت السرعة تابعة للضغط فان ما يبدأ كاحتراق بسيط يمكن أن ينتهي الى إنفجار مدو ، فالبارود يتقد في الهواء ويشتعل اشتعالاً وميضياً في ماسورة المدفع .
6- الوسائط : وهي مواد تؤثر في سرعة التفاعلات إما بزيادتها وتسمى (وسائط ايجابية ) او بإبطائها وتسمى (وسائط سلبية ) ولما كانت الانفجارات اجراءات كيماوية فأنها تتاثر ككل الاجراءات الاخرى بالوسائط المناسبة ، مثل الحامض في النيترسليولوز الذي يعرضه للخطر عند الحفظ .
أنواع الإنفجارات
1- الإنفجارات الكيماوية :
وهي تحول المادة المتفجرة بشكل سريع ومفاجىء الى غازات قد يصل حجمها من (10.000 الى 15.000 )مرة من حجم المادة المتفجرة الاصلية وقد سبق الحديث عنها.
2- اللانفجارات الميكانيكية :
هي انفجارات ناتجة عن ارتفاع الضغط في حيز مغلق مثل غاز او بخار مضغوط
في طنجرة (اوعية ) الضغط للطبخ ، أو كما إذا وضعت مادة وأشعلت في وعاء محكم الإغلاق فان إشتعالها يعطي غازاً مما يؤدي الى انفجار الوعاء ، ومثال ذلك ايضاً إنفجار انبوبة الغاز المستعملة في البيوت فان هذه الانبوبة إذا ثقبت فانها تنفجر بسبب إختلاف الضغط الخارجي عن الضغط الداخلي للانبوب .
3- الإنفجارات الذرية :
وهي عملية انشطار او اندماج الذرة في المادة المتفجرة يصاحبه انتشار طاقة حرارية كبيرة وغازات بكميات هائلة وهي التي تحدث في القنابل النووية والهيدروجينية .
الآثار الناتجة عن الإنفجار
1- الآثار الرئيسية :
ا- الضغط .
عند انفجار شحنة متفجرة ينشأ عنها كتلة غازية كبيرة جدا ، فمثلا (1م3) من المتفجرات تتحول إلىما بين (10.000 - 15.000م3) من الغازات في فترة قياسية مقدارها (1/10.000 ) من الثانية وبسرعة قدرها (100.000) كلم/ثانية ويتولد ضغطا مقداره (108.5) طن/سم3 . وهذا الضغط يحطم أي جسم يقع ضمن هذا المجال بإذن ربه . ويكون لهذا الضغط طورين :
(ا) الطور الإيجابي : عند انفجار حشوة متفجرة فان موجة الضغط الناتجة تضغط الهواء المحيط وتكون موجة الضغط على شكل كرة سريعة الانتشار تصعق وتدمر بشكل مفاجىء الاجسام التي تقع في مجالها . وهذا ما يحدث معظم التدمير .
(ب) الطور السلبي : ويحدث فور انتهاء الطور الايجابي كنتيجة لرد الفعل حيث يعود الهواء ليملاء الفراغ الذي خلفه الطور الايجابي ويكون التاثير ضعيفاً مقارنةً بالطور الايجابي .
ب- التدمير .
إذا فجرت شحنة مدفونة تحت سطح الأرض أو تحت سطح الماء فإنها تنتج تمددا عنيفا للغازات والحرارة والصدمة والصوت الشديد وما يشبه الهزة الأرضية الخفيفة لكن لها نفس القدرة التدميرية في المجال المفتوح وبما انهما ( الماء والرض )غير قابلان للإنضغاط فان التدمير ينحصر في المحيط المجاور . أما إذا وضعنا الشحنة فوق السطح فسيكون تأثير الموجة لمكان ابعد وبتأثير اقل .
ج- الحرارة .
يتفاوت هذا التأثير باختلاف نوع المادة المتفجرة حيث أن المادة البطيئة الإنفجار تأخذ وقتا اكبر للاحتراق . لكن المادة السريعة تسبب حرارة أعلى وهذا التأثير لكلا النوعين تستغرق أجزاء من الثانية ويبدو بشكل كرة نارية ووميض في لحظة الإنفجار . لذا فان الإنفجار البطيء يحرق جميع العشب في منطقة التأثير بعكس الشحنة السريعة فقد تحرق ولكنها لا تحرقه كاملا . والتأثير الحراري للمتفجرات هو اضعف التأثيرات الثلاثة .
2- الآثار الثانوية:
1- الانعكاس .
تنعكس الموجات الانفجارية كما تنعكس الموجات الصوتية والاشعة الضوئية ، اذا ما واجهت حاجز ، وهذا الانعكاس يؤدي الى فقدان الموجة الانفجارية جزءاً من قوتها وسرعتها ومع استمرار الانعكاس تفقد الموجة قوتها وتتلاشى .
2- الاحتراق .
ان الاحتراق والنيران المتكونة بعد الانفجار سببها الرئيسي هو الحرارة المتولدة من انفجار المادة المتفجرة ، وحتى يبدأ الحريق لا بد من مواد قابلة للاشتعال ، وهكذا يمكن تفجير خزانات الوقود واسطوانات الغاز واثات البيوت ، وايضاً قد يؤدي الانفجار الى التماسات كهربائية تؤدي الى حرائق .
3- التشظي .
وهو من التاثيرات الثانوية ، فالقنبلة المتشظية البسيطة تتألف من مادة متفجرة في قطعة من انبوب مياه مغلق من الطرفين ولها صاعق . فعندما تنفجر القنبلة تنطلق القطع المتشظية باتجاه مستقيم وبسرعة عالية . وذلك اضافة الى ضغط الانفجار، ويكون متوسط سرعة الشظايا (8.387 كم/ساعة) ، ونتيجة للانفجار وتمدد الغازات السريع يتمدد الانبوب من (1-1.5 ) مرة قبل أن يتشظى .
ويستهلك التشطي نصف القدرة الناتجةعن الانفجار والجزء الباقي يستهلك في دفع الشظايا بسرعة ، وإذا كانت المادة المتفجرة من النوع السريع فان الشظايا تكون حادة ورقيقة بسبب الضغط والحرارة الناشئة عن الانفجار أما إذا كانت المادة المتفجرة بطيئة فان الشظايا تكون اكبر حجماً واقل تمدداً ، وفي كلا الحالتين فان تحزيز الوعاء المتفجر باخاديد متقاطعة يؤدي الى تكون شظايا متماثلة شكلا وحجما ومن الافضل ان يكون التحزيز من الداخل .
يمكن إضافة بعض الاجسام الصغيرة مثل المسامير والكرات الحديدية (الصدئة ) أو بعض اشواك السياج الحديدي سواء ضمن القنبلة أو بلصقها على الجدار من الخارج ويمكن وضع بعض السموم على اشظايا . وهذه الشظايا الحمراء المتوقدة يمكن ان تسبب حرائق .
تعريف المتفجرات
تعتبر المتفجرات افضل سلاح في حرب العصابات لفعاليتها الفائقة في التدمير . وهي عبارة عن خلائط فيزيائية او مركبات كيماوية قابلة للتحول بواسطة محرض خارجي الى كميات هائلة من الغازات ذات حرارة شديدة جدا وبسرعة مذهلة محدثة ضغطا شديدا ومتساويا الى حد ما في جميع الاتجاهات.
تصنيف المتفجرات
تصنف المتفجرات حسب ما يلي:
حسب طبيعتها:
1- متفجرات صلبة : مثل Tnt، Rdx ، حامض البكريك.
2-متفجرات عجينية : مثل الجلجنيت ، C3، C4 .
3- متفجرات سائلة : مثل نيتروبنزين ، نيتروجلسرين ، نيتروميثان.
4- متفجرات غازية : مثل غاز الميثان (غاز الطبخ ) (ch4) ، غاز الهكسوجين.
حسب إستخدامها:
اولا : متفجرات محرضة: وظيفتها تحريض غيرها من المتفجرات وهي اكثر المواد حساسية وهي حساسة للصدم والاحتكاك والحرارة ومفعولها التخريبي ضعيف . وتستخدم في صناعة الصواعق كبادئ للعملية الإنفجارية ومن اهمها فلمنات الزئبق ، أزيد الرصاص ، أزيد الفضة ، بروكسيد الهكسامين ، بروكسيد الاسيتون.
ثانيا : متفجرات قاصمة : تتميز بقدرتها على التدمير ولذلك تستخدم في اعمال التخريب المباشر وهي اقل حساسية من المواد المحرضة وتنقسم بدورها الى ثلاثة اقسام:
ا- شديدة الفاعلية : وتسمى متفجرات منشطة حيث تقوم بتنشيط الموجة الإنفجارية المتولدة من المواد المحرضة وتقويتها لكي تكون قادرة على تفجير الشحنة الاساسية مثل : Rdx ، تترايل ، حامض البكريك ، C3، C4 وتستخدم في الصواعق(منشطات) كذلك تستخدم في صناعة الفتائل الصاعقة واحيانا تكون حشوة رئيسية في بعض الالغام والقنابل ، كذلك تخلط مع المتفجرات المتوسطة الفاعلية ، واحيانا تستخدم كحشوة رئيسية .
ب- متوسطة الفاعلية : وهذا النوع هو الاكثر شيوعا واستخداما وهو المعتمد عليه في معظم التفجيرات مثل الديناميت بانواعه والبلاستيك المتفجر ، Tnt .
ج- منخفضة الفاعلية : وهي عبارة عن املاح ومن اهمها خليط أنفو Anfo . وبصفة عامة تحتاج هذه المتفجرات الى شحنة متوسطة الفاعلية .
ثالثا : متفجرات للحرارة والاضائة : مثل مسحوق الماغنسيوم مسحوق الالمنيوم ومسحوق النحاس وجميعها تستعمل لرفع الحساسية للخليط المتفجر اثناء الانفجار وانتاج حرارة واضائة بعد الانفجار غير ان المغنيسيوم يعطي اضائة اكثر من الحرارة ولذا يستخدم في صناعة القنابل المضيئة اما الالمنيوم فعلا العكس فهو يعطي حرارة اكثر من الاضائة .
خامسا : متفجرات دافعة : مثل وقود الصواريخ السائل ، البارود ، النيتروسليولوز وتستعمل لدفع الصواريخ والقذائف والطلقات كذلك يمكن ان تستخدم كمادة قاصمة .
حسب تركيبها
1- مركبات الكيماوية : هي عبارة عن مواد كيماوية تتحد مع بعضها البعض وتتفاعل لينتج عنها مركبات كيماوية جديدة لها خصائصها الخاصة بها حيث تفقد كل من المركبات الداخلة في التفاعل خصائصها الاولية . مثلtnt الجلجانيت ويتركب من نيتروجلسرين (c3 ،c4 ) .
2- مركبات فيزيائية : وهي عبارة عن مواد يمتزج مع بعضها البعض ليكون خليطا حيث تحتفظ كل مادة بخصائصها الاولية، مثل الديناميت الذي يتكون من نيتروجليسيرين ونشارة الخشب ورمل وفحم ، ومثل البارود الاسود ويتركب من نترات البوتاسيوم وفحم نباتي وزهر الكبريت .
حسب سرعتها:
1- المتفجرات البطيئة : وسرعة انفجار هذه المواد اقل من 1.000م/ث مثل البارود الاسود وسرعته التقريبية 400م/ث وتستمعل المتفجرات البطيئة كحشوة دافعة .
2- المتفجرات السريعة : وسرعة انفجارها اكثر من 1.000م/ث ويستخدم هذا النوع للتدمير والتحطيم مثل الديناميت وسرعته (2.745م/ث) .
سلسلة التفجير
وهي عبارة عن سلسلة من الإنفجارات المرتبة التي تعتمد على بعضها البعض مما يؤدي في النهاية الى حدوث الإنفجار المطلوب ليؤدي الغرض المراد منه . وفقدان اي حلقة من هذه السلسلة يؤدي الى عدم حدوث الإنفجار ، وسلسلة التفجير بصورتها العامة عبارة عن مادة محرضة تنفجر بواسطة مؤثر خارجي وتولد موجة انفجارية ضعيفة الى حدا ما . ونقوم بتنشيطها بواسطة مادة منشطة شديدة الفعالية تقوي الموجة الإنفجارية وتجعلها قادرة على تفجير الشحنة الاساسية اي المادة المتوسطة الفاعلية . اما اذا كانت الشحنة الاساسية ضعيفة الفاعلية فيجب تنشيطها و تقويتها بمادة متوسطة الفعالية(وذلك باضافة مادة متوسطة الحساسية اليها مثلt N T).
بعض الملاحظات في السلامة العامة
إن معظم المواد الكيماوية خطرة وسامة وتتفاوت درجة السمية والخطورة من مادة الى اخرى فقد تكون سامة مثل سيانيد البوتاسيوم (kcn) وقد تكون حارقة مثل حامض الكبريتيك (h2so4) وقد تكون مشتعلة مثل فسفور P وقد تكون متفجرة مثل كلورات البوتاسيوم Kclo3) )وهي اما أن تكون على شكل غازات أو سوائل أو صلبة ومنها ما هو سريع الاشتعال سام حارق ومنها مواد تتفاعل مع الهواء أو الماء أو مع بعضها البعض وينتج عنها حرارة أو اشتعال أو انفجارٌ لذلك فان المعلومات في السلامة العامة تجعل الدارس والمدرس يقبل على العمل بدون خوف مما يزيد من فرص التعليم .
وصايا عامة في التعامل مع المواد الكيماوية
1. يجب عدم الاستهتار في التعامل مع المتفجرات لان خطئك الأول هو الأخير .
2. يجب قراءة التجربة اكثر من مرة وفهمها فهما جيدا ومعرفة التفاصيل قبل البدء في التجربة .
3. يجب عمل التجربة في مكان ذي تهوية جيدة أو في الهواء الطلق .
4. يجب توفير كمية من الماء أثناء التجربة وعدم التساهل في ذلك لان الماء ضروري لوقف التفاعل في بعض الأحيان .
5. يجب هدوء الأعصاب والصبر أثناء التجربة لان الكثير من التجارب يحتاج إلى وقت طويل .
6. يجب شرب الحليب بعد أي تجربة تنتج غاز .
7. يجب إحضار كل المواد اللازمة للتجربة والتعرف عليها قبل البدء بالتجربة .
8. يجب الالتزام الحرفي بالتعليمات والخطوات مع مراعاة التسلسل في الخطوات .
9. يجب جراء التجربة من قبل شخص ذي تجربة عملية .
10. يجب التحريك بهدوء وتجنب العجلة .
11. يجب استخدام كمية قليلة في التجربة للسيطرة على التفاعل المفاجئ .
12. يجب عدم رمي مخلفات التجربة أو الأحماض على أرضية المختبر .
13. يجب قص الأظافر الطويلة لكي لا تحمل المواد السامة .
14. يجب عدم حك العينين بالأصابع وغسل اليدين بعد التجربة .
15. ويجب ارتداء القفازات ولبس الكمامات وقت التجربة تغطية الجروح جيدا.
16. يجب عدم اللعب بالمواد وخلطها ببعض لمجرد حب الاستطلاع .
17. يجب مسك الزجاجات من اعلى ومن اسفل عند نقلها .
18. يجب تغطية الاوعية عند الانتهاء منها مع عدم ابدال الاغطية .
19. يجب ابلاغ المدرب باي حادث يطرئ اثناء التجربة .
20. يجب مراعاة عدم الاحتكاك عند اغلاق الاغطية حتى لا يحدث اشتعال .
21. يجب ان يحتوي المختبر على صيدلية الاسعافات الاولية .
22. يجب المحافظة على نظافة المختبر والاحتفاظ بكل مادة في موضعها .
1- يجب ان يكون اثاث المختبر مغطى بمواد غير قابلة للاحتراق .
2- يجب عدم استعمال اي وعاء مستعمل قبل غسله وتجفيفه ، كذلك يجب عدم استخدام الاوعية المعدنية او الخشبية.
تعريفات ومصطلحات
1- يتم تخزين المواد الكيماويه في درجة حراره ( 20 - 25 ْم ) في ظل بعيد عن الرطوبه .
2- لسهولة تخزين في الاجواء الحارة يمكن تخزين معظم المحرظات والمنشطات في الماء ( إنظر الخواص الكيماوية ) .
3- الحمام الثلجي هو وعاء به ثلج او ماء مثلج يوضع به المحلول لخفض درجة الحرارة .
4- حمام الماء الساخن هو تسخين لمحلول اومادة كيماوية عن طريق الاناء الذي يحتويها في الماء الساخن .
5- التسخين المباشر هو وضع الاناء المراد تسخينه على المصدر الحراري مباشرة دون حائل .
6- التسخين الغير مباشر هو وضع الاناءالمراد تسخينه على المصدر الحرارى بوجود حائل بينهما مثل لوح معدني .
7- تحريك السوائل والمحاليل الكيماوية يتم بواسطة قضيب من الزجاج او الخزف ( ليس بواسطة ميزان الحرارة ) .
8- تخزن المواد الكماوية في اناء مظلم قاتم اللون يمكن غلقه باحكام .
9- يحذر استعمال المطحنة الكهربائية وكذا الهاون المعدني .
10- دائماً اضف المادة الاكثر كثافة الى المادة الاقل كثافة .
11- عند ارتفاع درجة الحرارة ( الى حد غير مرغوب فيه) فوراً توقف عن الخلط وابدأ بالتبريد .
12- لاخذ درجة حرلرة السوائل ىوضع الميزان تحت السطح بقليل حيث يتم التفاعل .
13- تركيز الاحماض المخففة 65-89% اما المركزة فتكون 90% او اكثر .
14- للتخلص من الاحماض نغسل بالماء ، او بمحلول كربونات الصوديوم ، او بالايثانول .
15- معامل الفاعلية التاثيرية هو القدرة التدميرية للمتفجر بالنسبة الى الtnt حيث تعتبر قوته القوة المعايرية ومعامله هو واحد .
16- السرعة الانفحارية هي سرعة انتقال الصعقة بين ذرات المادة المتفجرة ويدل على حساسية المادة المتفجرة .
هناك مبدأ عملي معروف وهو ان المادة لا تفنى ولا تُستَحدَث ( الا بامر الله ) ولكن تتحول من شكل الى اخر وكثير من المواد الطبيعية تحتوي على طاقة كامنة رهيبة . واذا ما سمح لهذه الطاقة ان تخرج او تتحول الى شكل اخر نراها تفعل العجب العجاب ومن هذه المواد الطبيعية المواد المتفجرة ، وعملية تحويل الطاقة في هذه المواد من شكل الى اخر يمكن ان يُعَبَرُ عنها بالإنفجار . ويحدث الإنفجار عندما يسمح للطاقة الكامنة او المحجوزة داخل المادة ان تنطلق فجأة لتؤثر على البيئة المحيطة. فالإنفجار هو انطلاق مفاجىء للطاقة غير ان العكس ليس صحيح كما في قنائن الغاز المضغوطة المستعملة في الطبخ وذلك ان الانفجار الذي يحدثُ في القنائن ناتج عن اختلاف الضغط . ولذلك فتعريف المادة المتفجرة بانها المادة ( او الخليط الناتج من عدة مواد ) الذي يتصف بالتالي :
1- قدرة عالية على انتاج غاز تحت ظروف الضغط العالي .
2- قدرة عالية على انتاج هذا الغاز وبسرعة عالية بحيث يجعل البيئة المحيطة تتعرض لضغط (اجهاد) ديناميكي قوي ومؤثر.
وللاغراض العلمية يمكن تقسيم المتفجرات الى قسمين :
1- مواد قابلة للاحتراق مثل ملح البارود .
2- مواد شديدة الإنفجار ( تتأثر بالصعق ) مثل الديناميت .
العوامل المؤثرة في الإنفجار
الاكسجين : التفاعل المتفجر يكون ناشراً للحرارة ( بالتعريف ) ولما كانت التفعلات التقنية من هذا النمط تفاعلات اكسدة إرجاعية بصورة عامة فانه لا بد في كل انفجار من وجود ذرة تتاكسد على الاقل أي تتخلى عن بعض الكتروناتها واخرى تستولي على هذه الالكترونات ولكي يكون تفاعل ما تفاعل اكسدة ارجاعية فانه ليس من المحتم وجود الاكسجين اذ ان الازيدات مثلا جزئيات متفجرة لا يدخل في تركيبها الاكسجين فهي تنفجر بتفاعل اكسدة ارجاعي ، غير ان المؤكسد الاول في تفاعلات الاكسدة كما في المتفجرات هو الاكسجين . إن للنسبة المئوية التي تدخل في التركيب المئوي لنوع كيماوي متفجر او لخليط متفجر اهمية ولكنها ليست كبيرة حيث ان السرعة الانفجارية في المقام الاول مستقلة عن الاكسجين اذ ان هناك متفجرات غنية بالاكسجين غير انها بطيئة ، ومتفجرات اخرى فقيرة الاكسجين كجميع مركبات النيترو العطرية ، غير انها سريعة ، وعلينا ان لا ننسى ان ما يطلب من المتفجرات هو القوة او سرعة التفاعل وليس الكمون او امكانية العمل الكلية ، زد على ذلك ان ما يؤثر ليس فقط النسبة المئوية كرقم مطلق بل هو كذلك البنية او الموضع الذي يشغله الاكسجين في الجزيء.
1- النسبة المئوية للمكونات في الخليط : ان العيار او التركيب الكمي للخلائط المتفجرة المتشكلة من مكونات مختلفة ( الوقود والحارق ) وهو عامل يؤثر في سرعة التفاعل .
2- الحرارة والضغط : تزداد سرعة الاحتراق بازدياد الضغط ودرجة الحرارة، وهي تتضاعف تقريباً كلما ازدادت درجة الحرارة بمقدار 10ْ مئوية .
3- كثافة المتفجر : ذرات المركبات الكيماوية التي تدخل في التفاعل اقرب الى بعضها البعض منها في الخلائط الفيزيائية ، وتكون السرعة التي يتطور فيها الفعل الكيماوي اكبر بكثير في الاولى منها في الثانية . الكثافه المطلقة أو الحقيقية هي كتلة وحدة الحجم من المادة المتفجرة التي لا يفصل بين ذراتها الهواء ، أما الكثافه الوزنية فهي وزن اللتر من المادة المتفجرة في الشروط العادية . وتؤثر الكثافة الحقيقية أو المطلقة في سرعة الاحتراق وتؤثر الكثافة الوزنية في الالتهاب ، أي تؤثر الاولى في انتشار الاحتراق داخلياً وتؤثر الثانية في انتشاره خارجياً.
4- كثافة الشحنة : وهي العلاقة الكائنة بين وزن المتفجر وحجم الحيزالذي يتم فيه الانفجار وتتمثل بازدياد ضغط الانفجار وسرعته مع زيادة كثافة الشحنة بحيث أنه اذا كانت كثافة الشحنة كبيرة أمكن تحويل الاشتعال الوميضي الى اشتعال مدو .
5- الكابح : ويطلق على العائق أو الصعوبة التي يجابه بها الحيز الذي تتم فيه العملية الانفجارية والغازات الناتجة عن الانفجار مانعاً إنتشارها فالكابح تابع لطبيعة الوعاء وإحكام إغلاقه . ففي حيز جيد الاحكام وذي خواص مميزة ملائمة تحول دون تحطمه قبل التحول الكلي للمتفجر الى غاز يزداد الضغط بتقدم العملية الانفجارية ، ولما كانت السرعة تابعة للضغط فان ما يبدأ كاحتراق بسيط يمكن أن ينتهي الى إنفجار مدو ، فالبارود يتقد في الهواء ويشتعل اشتعالاً وميضياً في ماسورة المدفع .
6- الوسائط : وهي مواد تؤثر في سرعة التفاعلات إما بزيادتها وتسمى (وسائط ايجابية ) او بإبطائها وتسمى (وسائط سلبية ) ولما كانت الانفجارات اجراءات كيماوية فأنها تتاثر ككل الاجراءات الاخرى بالوسائط المناسبة ، مثل الحامض في النيترسليولوز الذي يعرضه للخطر عند الحفظ .
أنواع الإنفجارات
1- الإنفجارات الكيماوية :
وهي تحول المادة المتفجرة بشكل سريع ومفاجىء الى غازات قد يصل حجمها من (10.000 الى 15.000 )مرة من حجم المادة المتفجرة الاصلية وقد سبق الحديث عنها.
2- اللانفجارات الميكانيكية :
هي انفجارات ناتجة عن ارتفاع الضغط في حيز مغلق مثل غاز او بخار مضغوط
في طنجرة (اوعية ) الضغط للطبخ ، أو كما إذا وضعت مادة وأشعلت في وعاء محكم الإغلاق فان إشتعالها يعطي غازاً مما يؤدي الى انفجار الوعاء ، ومثال ذلك ايضاً إنفجار انبوبة الغاز المستعملة في البيوت فان هذه الانبوبة إذا ثقبت فانها تنفجر بسبب إختلاف الضغط الخارجي عن الضغط الداخلي للانبوب .
3- الإنفجارات الذرية :
وهي عملية انشطار او اندماج الذرة في المادة المتفجرة يصاحبه انتشار طاقة حرارية كبيرة وغازات بكميات هائلة وهي التي تحدث في القنابل النووية والهيدروجينية .
الآثار الناتجة عن الإنفجار
1- الآثار الرئيسية :
ا- الضغط .
عند انفجار شحنة متفجرة ينشأ عنها كتلة غازية كبيرة جدا ، فمثلا (1م3) من المتفجرات تتحول إلىما بين (10.000 - 15.000م3) من الغازات في فترة قياسية مقدارها (1/10.000 ) من الثانية وبسرعة قدرها (100.000) كلم/ثانية ويتولد ضغطا مقداره (108.5) طن/سم3 . وهذا الضغط يحطم أي جسم يقع ضمن هذا المجال بإذن ربه . ويكون لهذا الضغط طورين :
(ا) الطور الإيجابي : عند انفجار حشوة متفجرة فان موجة الضغط الناتجة تضغط الهواء المحيط وتكون موجة الضغط على شكل كرة سريعة الانتشار تصعق وتدمر بشكل مفاجىء الاجسام التي تقع في مجالها . وهذا ما يحدث معظم التدمير .
(ب) الطور السلبي : ويحدث فور انتهاء الطور الايجابي كنتيجة لرد الفعل حيث يعود الهواء ليملاء الفراغ الذي خلفه الطور الايجابي ويكون التاثير ضعيفاً مقارنةً بالطور الايجابي .
ب- التدمير .
إذا فجرت شحنة مدفونة تحت سطح الأرض أو تحت سطح الماء فإنها تنتج تمددا عنيفا للغازات والحرارة والصدمة والصوت الشديد وما يشبه الهزة الأرضية الخفيفة لكن لها نفس القدرة التدميرية في المجال المفتوح وبما انهما ( الماء والرض )غير قابلان للإنضغاط فان التدمير ينحصر في المحيط المجاور . أما إذا وضعنا الشحنة فوق السطح فسيكون تأثير الموجة لمكان ابعد وبتأثير اقل .
ج- الحرارة .
يتفاوت هذا التأثير باختلاف نوع المادة المتفجرة حيث أن المادة البطيئة الإنفجار تأخذ وقتا اكبر للاحتراق . لكن المادة السريعة تسبب حرارة أعلى وهذا التأثير لكلا النوعين تستغرق أجزاء من الثانية ويبدو بشكل كرة نارية ووميض في لحظة الإنفجار . لذا فان الإنفجار البطيء يحرق جميع العشب في منطقة التأثير بعكس الشحنة السريعة فقد تحرق ولكنها لا تحرقه كاملا . والتأثير الحراري للمتفجرات هو اضعف التأثيرات الثلاثة .
2- الآثار الثانوية:
1- الانعكاس .
تنعكس الموجات الانفجارية كما تنعكس الموجات الصوتية والاشعة الضوئية ، اذا ما واجهت حاجز ، وهذا الانعكاس يؤدي الى فقدان الموجة الانفجارية جزءاً من قوتها وسرعتها ومع استمرار الانعكاس تفقد الموجة قوتها وتتلاشى .
2- الاحتراق .
ان الاحتراق والنيران المتكونة بعد الانفجار سببها الرئيسي هو الحرارة المتولدة من انفجار المادة المتفجرة ، وحتى يبدأ الحريق لا بد من مواد قابلة للاشتعال ، وهكذا يمكن تفجير خزانات الوقود واسطوانات الغاز واثات البيوت ، وايضاً قد يؤدي الانفجار الى التماسات كهربائية تؤدي الى حرائق .
3- التشظي .
وهو من التاثيرات الثانوية ، فالقنبلة المتشظية البسيطة تتألف من مادة متفجرة في قطعة من انبوب مياه مغلق من الطرفين ولها صاعق . فعندما تنفجر القنبلة تنطلق القطع المتشظية باتجاه مستقيم وبسرعة عالية . وذلك اضافة الى ضغط الانفجار، ويكون متوسط سرعة الشظايا (8.387 كم/ساعة) ، ونتيجة للانفجار وتمدد الغازات السريع يتمدد الانبوب من (1-1.5 ) مرة قبل أن يتشظى .
ويستهلك التشطي نصف القدرة الناتجةعن الانفجار والجزء الباقي يستهلك في دفع الشظايا بسرعة ، وإذا كانت المادة المتفجرة من النوع السريع فان الشظايا تكون حادة ورقيقة بسبب الضغط والحرارة الناشئة عن الانفجار أما إذا كانت المادة المتفجرة بطيئة فان الشظايا تكون اكبر حجماً واقل تمدداً ، وفي كلا الحالتين فان تحزيز الوعاء المتفجر باخاديد متقاطعة يؤدي الى تكون شظايا متماثلة شكلا وحجما ومن الافضل ان يكون التحزيز من الداخل .
يمكن إضافة بعض الاجسام الصغيرة مثل المسامير والكرات الحديدية (الصدئة ) أو بعض اشواك السياج الحديدي سواء ضمن القنبلة أو بلصقها على الجدار من الخارج ويمكن وضع بعض السموم على اشظايا . وهذه الشظايا الحمراء المتوقدة يمكن ان تسبب حرائق .
تعريف المتفجرات
تعتبر المتفجرات افضل سلاح في حرب العصابات لفعاليتها الفائقة في التدمير . وهي عبارة عن خلائط فيزيائية او مركبات كيماوية قابلة للتحول بواسطة محرض خارجي الى كميات هائلة من الغازات ذات حرارة شديدة جدا وبسرعة مذهلة محدثة ضغطا شديدا ومتساويا الى حد ما في جميع الاتجاهات.
تصنيف المتفجرات
تصنف المتفجرات حسب ما يلي:
حسب طبيعتها:
1- متفجرات صلبة : مثل Tnt، Rdx ، حامض البكريك.
2-متفجرات عجينية : مثل الجلجنيت ، C3، C4 .
3- متفجرات سائلة : مثل نيتروبنزين ، نيتروجلسرين ، نيتروميثان.
4- متفجرات غازية : مثل غاز الميثان (غاز الطبخ ) (ch4) ، غاز الهكسوجين.
حسب إستخدامها:
اولا : متفجرات محرضة: وظيفتها تحريض غيرها من المتفجرات وهي اكثر المواد حساسية وهي حساسة للصدم والاحتكاك والحرارة ومفعولها التخريبي ضعيف . وتستخدم في صناعة الصواعق كبادئ للعملية الإنفجارية ومن اهمها فلمنات الزئبق ، أزيد الرصاص ، أزيد الفضة ، بروكسيد الهكسامين ، بروكسيد الاسيتون.
ثانيا : متفجرات قاصمة : تتميز بقدرتها على التدمير ولذلك تستخدم في اعمال التخريب المباشر وهي اقل حساسية من المواد المحرضة وتنقسم بدورها الى ثلاثة اقسام:
ا- شديدة الفاعلية : وتسمى متفجرات منشطة حيث تقوم بتنشيط الموجة الإنفجارية المتولدة من المواد المحرضة وتقويتها لكي تكون قادرة على تفجير الشحنة الاساسية مثل : Rdx ، تترايل ، حامض البكريك ، C3، C4 وتستخدم في الصواعق(منشطات) كذلك تستخدم في صناعة الفتائل الصاعقة واحيانا تكون حشوة رئيسية في بعض الالغام والقنابل ، كذلك تخلط مع المتفجرات المتوسطة الفاعلية ، واحيانا تستخدم كحشوة رئيسية .
ب- متوسطة الفاعلية : وهذا النوع هو الاكثر شيوعا واستخداما وهو المعتمد عليه في معظم التفجيرات مثل الديناميت بانواعه والبلاستيك المتفجر ، Tnt .
ج- منخفضة الفاعلية : وهي عبارة عن املاح ومن اهمها خليط أنفو Anfo . وبصفة عامة تحتاج هذه المتفجرات الى شحنة متوسطة الفاعلية .
ثالثا : متفجرات للحرارة والاضائة : مثل مسحوق الماغنسيوم مسحوق الالمنيوم ومسحوق النحاس وجميعها تستعمل لرفع الحساسية للخليط المتفجر اثناء الانفجار وانتاج حرارة واضائة بعد الانفجار غير ان المغنيسيوم يعطي اضائة اكثر من الحرارة ولذا يستخدم في صناعة القنابل المضيئة اما الالمنيوم فعلا العكس فهو يعطي حرارة اكثر من الاضائة .
خامسا : متفجرات دافعة : مثل وقود الصواريخ السائل ، البارود ، النيتروسليولوز وتستعمل لدفع الصواريخ والقذائف والطلقات كذلك يمكن ان تستخدم كمادة قاصمة .
حسب تركيبها
1- مركبات الكيماوية : هي عبارة عن مواد كيماوية تتحد مع بعضها البعض وتتفاعل لينتج عنها مركبات كيماوية جديدة لها خصائصها الخاصة بها حيث تفقد كل من المركبات الداخلة في التفاعل خصائصها الاولية . مثلtnt الجلجانيت ويتركب من نيتروجلسرين (c3 ،c4 ) .
2- مركبات فيزيائية : وهي عبارة عن مواد يمتزج مع بعضها البعض ليكون خليطا حيث تحتفظ كل مادة بخصائصها الاولية، مثل الديناميت الذي يتكون من نيتروجليسيرين ونشارة الخشب ورمل وفحم ، ومثل البارود الاسود ويتركب من نترات البوتاسيوم وفحم نباتي وزهر الكبريت .
حسب سرعتها:
1- المتفجرات البطيئة : وسرعة انفجار هذه المواد اقل من 1.000م/ث مثل البارود الاسود وسرعته التقريبية 400م/ث وتستمعل المتفجرات البطيئة كحشوة دافعة .
2- المتفجرات السريعة : وسرعة انفجارها اكثر من 1.000م/ث ويستخدم هذا النوع للتدمير والتحطيم مثل الديناميت وسرعته (2.745م/ث) .
سلسلة التفجير
وهي عبارة عن سلسلة من الإنفجارات المرتبة التي تعتمد على بعضها البعض مما يؤدي في النهاية الى حدوث الإنفجار المطلوب ليؤدي الغرض المراد منه . وفقدان اي حلقة من هذه السلسلة يؤدي الى عدم حدوث الإنفجار ، وسلسلة التفجير بصورتها العامة عبارة عن مادة محرضة تنفجر بواسطة مؤثر خارجي وتولد موجة انفجارية ضعيفة الى حدا ما . ونقوم بتنشيطها بواسطة مادة منشطة شديدة الفعالية تقوي الموجة الإنفجارية وتجعلها قادرة على تفجير الشحنة الاساسية اي المادة المتوسطة الفاعلية . اما اذا كانت الشحنة الاساسية ضعيفة الفاعلية فيجب تنشيطها و تقويتها بمادة متوسطة الفعالية(وذلك باضافة مادة متوسطة الحساسية اليها مثلt N T).
بعض الملاحظات في السلامة العامة
إن معظم المواد الكيماوية خطرة وسامة وتتفاوت درجة السمية والخطورة من مادة الى اخرى فقد تكون سامة مثل سيانيد البوتاسيوم (kcn) وقد تكون حارقة مثل حامض الكبريتيك (h2so4) وقد تكون مشتعلة مثل فسفور P وقد تكون متفجرة مثل كلورات البوتاسيوم Kclo3) )وهي اما أن تكون على شكل غازات أو سوائل أو صلبة ومنها ما هو سريع الاشتعال سام حارق ومنها مواد تتفاعل مع الهواء أو الماء أو مع بعضها البعض وينتج عنها حرارة أو اشتعال أو انفجارٌ لذلك فان المعلومات في السلامة العامة تجعل الدارس والمدرس يقبل على العمل بدون خوف مما يزيد من فرص التعليم .
وصايا عامة في التعامل مع المواد الكيماوية
1. يجب عدم الاستهتار في التعامل مع المتفجرات لان خطئك الأول هو الأخير .
2. يجب قراءة التجربة اكثر من مرة وفهمها فهما جيدا ومعرفة التفاصيل قبل البدء في التجربة .
3. يجب عمل التجربة في مكان ذي تهوية جيدة أو في الهواء الطلق .
4. يجب توفير كمية من الماء أثناء التجربة وعدم التساهل في ذلك لان الماء ضروري لوقف التفاعل في بعض الأحيان .
5. يجب هدوء الأعصاب والصبر أثناء التجربة لان الكثير من التجارب يحتاج إلى وقت طويل .
6. يجب شرب الحليب بعد أي تجربة تنتج غاز .
7. يجب إحضار كل المواد اللازمة للتجربة والتعرف عليها قبل البدء بالتجربة .
8. يجب الالتزام الحرفي بالتعليمات والخطوات مع مراعاة التسلسل في الخطوات .
9. يجب جراء التجربة من قبل شخص ذي تجربة عملية .
10. يجب التحريك بهدوء وتجنب العجلة .
11. يجب استخدام كمية قليلة في التجربة للسيطرة على التفاعل المفاجئ .
12. يجب عدم رمي مخلفات التجربة أو الأحماض على أرضية المختبر .
13. يجب قص الأظافر الطويلة لكي لا تحمل المواد السامة .
14. يجب عدم حك العينين بالأصابع وغسل اليدين بعد التجربة .
15. ويجب ارتداء القفازات ولبس الكمامات وقت التجربة تغطية الجروح جيدا.
16. يجب عدم اللعب بالمواد وخلطها ببعض لمجرد حب الاستطلاع .
17. يجب مسك الزجاجات من اعلى ومن اسفل عند نقلها .
18. يجب تغطية الاوعية عند الانتهاء منها مع عدم ابدال الاغطية .
19. يجب ابلاغ المدرب باي حادث يطرئ اثناء التجربة .
20. يجب مراعاة عدم الاحتكاك عند اغلاق الاغطية حتى لا يحدث اشتعال .
21. يجب ان يحتوي المختبر على صيدلية الاسعافات الاولية .
22. يجب المحافظة على نظافة المختبر والاحتفاظ بكل مادة في موضعها .
1- يجب ان يكون اثاث المختبر مغطى بمواد غير قابلة للاحتراق .
2- يجب عدم استعمال اي وعاء مستعمل قبل غسله وتجفيفه ، كذلك يجب عدم استخدام الاوعية المعدنية او الخشبية.
تعريفات ومصطلحات
1- يتم تخزين المواد الكيماويه في درجة حراره ( 20 - 25 ْم ) في ظل بعيد عن الرطوبه .
2- لسهولة تخزين في الاجواء الحارة يمكن تخزين معظم المحرظات والمنشطات في الماء ( إنظر الخواص الكيماوية ) .
3- الحمام الثلجي هو وعاء به ثلج او ماء مثلج يوضع به المحلول لخفض درجة الحرارة .
4- حمام الماء الساخن هو تسخين لمحلول اومادة كيماوية عن طريق الاناء الذي يحتويها في الماء الساخن .
5- التسخين المباشر هو وضع الاناء المراد تسخينه على المصدر الحراري مباشرة دون حائل .
6- التسخين الغير مباشر هو وضع الاناءالمراد تسخينه على المصدر الحرارى بوجود حائل بينهما مثل لوح معدني .
7- تحريك السوائل والمحاليل الكيماوية يتم بواسطة قضيب من الزجاج او الخزف ( ليس بواسطة ميزان الحرارة ) .
8- تخزن المواد الكماوية في اناء مظلم قاتم اللون يمكن غلقه باحكام .
9- يحذر استعمال المطحنة الكهربائية وكذا الهاون المعدني .
10- دائماً اضف المادة الاكثر كثافة الى المادة الاقل كثافة .
11- عند ارتفاع درجة الحرارة ( الى حد غير مرغوب فيه) فوراً توقف عن الخلط وابدأ بالتبريد .
12- لاخذ درجة حرلرة السوائل ىوضع الميزان تحت السطح بقليل حيث يتم التفاعل .
13- تركيز الاحماض المخففة 65-89% اما المركزة فتكون 90% او اكثر .
14- للتخلص من الاحماض نغسل بالماء ، او بمحلول كربونات الصوديوم ، او بالايثانول .
15- معامل الفاعلية التاثيرية هو القدرة التدميرية للمتفجر بالنسبة الى الtnt حيث تعتبر قوته القوة المعايرية ومعامله هو واحد .
16- السرعة الانفحارية هي سرعة انتقال الصعقة بين ذرات المادة المتفجرة ويدل على حساسية المادة المتفجرة .
