Длительное время основным взрывчатым веществом, известным человечеству оставался порох. Он нашел широкое применение в военном деле, перевернув концепцию боя. Однако в мирном освоении горных районов и добычи полезных ископаемых черный порох подходил не всегда.
Развитие химии в XVIII-XIX веке привело к множеству открытий в самых разных сферах. Среди них оказались новые взрывчатые соединения и вещества, получившие распространение как в военном деле, так и в горнодобывающей промышленности.
Динамит (dynamite, dinamit) — одна из самых известных взрывчаток в мире, получившая распространение с момента изобретения в 1866 до середины XX века. Позже он уступил место более безопасным соединениям и веществам, однако остается самым узнаваемым материалом.
Что такое динамит
Классические цилиндрические динамитные брикеты
Динамит — это взрывчатое вещество, представляющее собой бризантную смесь на базе нитроглицерина и твердого абсорбента. Выполняется в твердой форме, благодаря кинематографу широкую известность получили цилиндрические брикеты. Также известны динамитные шашки, которые выглядят по-разному в зависимости от изготовителя.
Кроме абсорбента динамит может содержать и другие вещества. В этом вопросе химический состав материала отличается в зависимости от его применения. Это относится и к процентному содержанию нитроглицерина — чем его больше, тем сильнее взрыв динамита. При этом возрастает и нестабильность соединения, что осложняет транспортировку и применение динамита.
История создания и кто изобрел
Альфред Нобель
Вопрос о том, кто изобрел динамит и когда, имеет однозначный ответ — шведский ученый Альфред Нобель в 1866 году. Его разработка напрямую связана с открытием нитроглицерина. Последний в 1846 изобретен итальянским химиком Асканио Собреро. Полученное вещество оказалось очень взрывоопасным, однако его производством тут же занялись в нескольких странах, включая Россию.
Активные исследования по стабилизации нитроглицерина велись разными учеными. В России в этом вопросе известны Николай Зинин и Василий Петрушевский. По некоторым данным именно их учеником в молодости был Альфред Нобель. С 1859 он вместе с отцом и братом ставил опыты над жидким нитроглицерином, пытаясь обезопасить его применение.
В 1863 они открыли новый способ подрыва на основе взаимодействия с гремучей ртутью. Это упростило применение взрывчатки и позволило изобрести капсюль-детонатор. Последнее открытие пережило практическое применение динамита и используется до сегодняшнего дня. Также Альфред Нобель открыл и непрерывный способ получения нитроглицерина в инжекторе при смешении глицерина и азотной кислоты.
Как и со многими изобретениями, открытие динамита имеет собственную легенду. По ней в 1866 один из бутылей дал течь и нитроглицерин впитался в кремниевую породу (кизельгур). Нобель обратил на это внимание, изучил взрывчатые характеристики нового соединения и так придумал способ создания динамитных брикетов.
На самом деле, исследования о впитываемости нитроглицерина велись еще с 1864 года. Последовательно были испытаны бумага, порох, опилки, вата, уголь, гипс, кирпичная крошка, другие материалы. Лучшее взаимодействие нитроглицерина наблюдалось с кизельгуром.
1865-ый год ушел на исследования и разработки соотношения и химического состава будущей взрывчатки. Также уделялось внимание ее производству и упрощению процесса. В 1866 создатель динамита Нобель представил его общественности, сразу опровергая легенду про утечку нитроглицерина.
Изобретение Нобеля сразу было оценено современниками. Новая взрывчатка оказалась безопаснее для использования и транспортировки. В 1867 изобретатель запатентовал формулу своего открытия как «кизельгур-динамит» или «гур-динамит» с содержанием 30-70% нитроглицерина. В 1868 Альфред и его отец за свои разработки награждены золотой медалью Швеции.
Физические и химические качества
Взрыв динамитной шашки
Динамит — это твердая масса на основе двух главных ингредиентов, нитроглицерина и впитывающего абсорбента. По химическому и физическому составу материал отличается в зависимости от классификации и применения. Поэтому сведения о том, из чего состоит динамит, имеют ключевое значение для его характеристик.
Советский динамит состоит из следующих компонентов:
нитросмесь на основе нитроглицерина — 62%; нитрат натрия — 32%; коллоксилин — 3,5%; древесная мука — 2,5%.
Физические свойства такого материала имеют следующие показатели:
чувствительность к удару грузом в 2 кг — 25 см; температура вспышки — 205 °C; скорость детонации — 6000 м/с; теплота взрыва — 1210 ккал/кг; температура продуктов взрыва — 4040 °C; объем продуктов взрыва — 630 л/кг; бризантность по Гессу — 16 мм; работоспособность по Трауцлю — 350 куб. см; КПД взрыва — 76%; тротиловый эквивалент — 1,2.
Применение нитросмеси вместо чистого нитроглицерина обусловлено снижением температуры затвердевания. Для этого добавляется нитрогликоль или динитрат диэтиленгликоля. Последний применяется для нитросмеси в советском динамите.
С учетом химических и физических свойств хранение полученных брикетов требует соблюдения ряда условий. Срок годности материала — один год. Динамит слабо растворяется в воде, не взаимодействует с металлом, но хорошо горит, что и приводит к взрыву.
Обычный динамит хранят в хорошо проветриваемом помещении в температурном диапазоне от 10 до 22 градусов. Немаловажно защищать его от воздействия солнечных лучей. Данные значения относятся к стандартным показателям, имеются смеси с иными температурами хранения, применяемые в арктических экспедициях и южных широтах.
Снижение температуры за рамки допустимого приводит к повышению чувствительности. Такой материал может сдетонировать при минимальном физическом воздействии. Превышение температуры приводит к выделению нитроглицерина, что также может привести к взрыву из-за его нестабильности.
Чувствительность разных видов динамита
С учетом различия химического состава отличается и чувствительность материала к физическому воздействию. Советский динамит (62%) детонирует при ударе двухкилограммового груза о брикет с высоты 25 см. Чем выше процентное содержание нитроглицерина — тем больше чувствительность смеси.
Классификация динамита
Динамит имеет две классификации — по процентному содержанию нитроглицерина и по химическому составу. В первом случае выделяют высоко- и низкопроцентные материалы. Распространение получили брикеты с 40-60% содержанием нитроглицерина.
По составу выделяют смешанные и желатин-динамиты. В первую категорию помимо нитросмеси входит порошкообразный поглотитель. В высокопроцентных составах им выступает кизельгур или углекислый магний. В низкопроцентных применяют диэтиленгликольдинитрат, алюминиевую пудру, аммиачную селитру.
Для желатин-динамитов применяются желатинированные нитроэфиры. Их получают через добавление к основному веществу 10% коллоксилина. Самым известным желатин-динамитом выделяют гремучий студень, получаемый на основе нитроглицерина и 7-10% коллоксилина. Скорость детонации такого материала — 8 км/с, теплота взрыва — 1550 ккал/кг.
Помимо коллоксилина в состав желатин-динамитов добавляют дополнительные смеси. К ним относят натриевую и калиевую селитру, горючие добавки вроде древесной муки и стабилизаторы типа соды.
Применение динамита
Динамит применялся и в сельском хозяйстве для подрыва больших пней и рыхления твердой почвы
Распространение и использование динамита развивалось одновременно в двух направлениях — в военном деле и в горнодобывающей промышленности. Поскольку нитроглицерин уже был известен, его безопасная форма быстро нашла применение во всем мире.
За семь лет с момента патентования Нобель уzhelatinizirovannyj-dinamit.jpgвеличил производство динамитных брикетов до десятков тысяч тонн в год. Акцент делался на горнодобывающем деле, в военном применении динамит использовался для минирования и подрыва укреплений.
В период франко-прусской войны он применялся для подводных мин, а также при подрыве крепостей и мостов. Успехи германской армии вынудили французов также принять на вооружение динамиты. Для их производства построили три завода.
В 1871 в России динамит стали применять для добычи цинковой руды и каменного угля. В русско-турецкой войне 1877-78 гг на вооружении российской кавалерии и инженеров имелись целлюлозе-динамиты. Также взрывчатка использовалась для минирования на Черном море и Дунае.
Эксперименты и разработки новых видов динамита не прекращались. На базе химических опытов создан бездымный порох. Также создавались экспериментальные пневматические пушки, способные стрелять динамитными снарядами без риска детонации в стволе.
Почти сразу динамит нашел применение в преступной деятельности. Террористические и экстремистские организации использовали взрывчатку в своих целях. От гремучего студня погиб и российский император Александр II.
Несмотря на взрывчатые свойства, динамит не нашел широкого применения в военном деле. Это обусловлено его чувствительностью, а также сложностью хранения и транспортировки. Поэтому основным применением материала стала горнодобывающая промышленность, включая прокладку тоннелей и разработку шахт.
Пик применения динамита пришелся на 1910 год. Его производство достигло сотни тысяч тонн в год. Несколько миллионов тонн задействовано при постройке Панамского канала. Однако к 1920 акцент стал смещаться на более безопасную и экономически эффективную взрывчатку на основе аммиачной селитры.
В некоторых регионах производство и применение динамита продолжалось до конца XX века. Однако постепенно он уступал позиции более современным взрывчаткам. В начале XXI века мировая доля динамита среди всех взрывчатых веществ составила лишь 2%.
Как сделать в домашних условиях
В таких бункерах хранились динамитные материалы
Изготовление динамита в домашних условиях при грамотном подходе не отличается сложностью, а в некоторых случаях безопаснее, чем изготовление пороха. Несмотря на это подобное производство проводить не рекомендуется.
Во-первых, чтобы сделать динамит, требуется нитроглицерин. Получить его можно и самостоятельно, однако, неосторожное хранение и использование чревато самыми трагическими последствиями. Данное вещество в чистом виде крайне нестабильно и требовательно к температуре.
Во-вторых, техника безопасности не допускает изготовление нитроглицерина и динамита в жилом районе. Это относится и к опытам с ними. Не допускается и наличие посторонних людей, а также иных факторов, способных отвлечь внимание.
В-третьих, изготовление взрывчатых веществ в домашних условиях по законодательству РФ карается уголовной ответственностью. Даже если процесс или опыт проводился с научной целью, в контексте многочисленных террористических угроз подобные действия будут трактоваться соответственно.
Также следует учитывать и намеренные искажения рецептов. Многие источники в интернете, включая википедию, не всегда правильно приводят порядок действий, соотношение, технику безопасности. Все это в лучшем случае приводит к неудачным опытам, в худшем — к подрыву.
