폭발 원리

 

1.산소과급식 폭약

 

[강한 산화제+연료] 형식이구요, 아주 빠르게 불타는 것이라고 보시면 됩니다.

대표적인 예로 흑색화약이 있습니다.

이 방식의 폭약은 deflagration은 일어나나 detonation은 일어나지 않으므로

고속폭약이 될 수 없습니다.

 

흑색화약 = 질산칼륨(산화제) + 탄소(연료) + 황(촉매)

탄소는 반응속도를 높이기 위해 다공성인 숯가루를 씁니다.

 

Al-KNO3 = 알루미늄분말(연료) + 질산칼륨(산화제)

 

 

2.화학결합이 깨지는 폭약

 

위를 제외한 거의 모든 폭약이 이렇고요

이 중에서도 니트로계열 폭약이 가장 많이 쓰입니다.

가장 안정하고, 가장 위력이 강력하고, 만들기 쉽고 값이 싸기 때문입니다.

 

화학결합이 깨지는것은 음속을 넘을수 있기에 detonation이 일어납니다.

 

니트로계열의 화학반응을 지켜보면...

 

일정수준 이상의 충격이나 열을 받으면

화학구조에서 NO2기(니트로기)가 떨어져나오면서 에너지가 1차로 방출되고

니트로기가 NO와 O(라디컬)로 갈라지며 다시 에너지가 방출,

위의 산소라디컬과 나머지 화학구조가 결합하여(불타는거죠) 에너지가 방출됩니다.

 

 

 

추가하자면 폭발하는 것도 두가지로 나눌 수 있습니다.

컴포지트 형 즉 위의 산소과급형은 일반적으로 밀폐용기에 들어가 점화되면 압력이 증가하죠.

 

화학반응 속도는 압력과 함수관계가 있어 급격한 연소반응에 고체이던 화약이 가스로 변하면서 급히 팽창하여  압력의 상승으로 폭발하게 됩니다. 즉 점화만으로 폭발을 일으킬 수 있다는 것이죠.

 

또 한가지는 용기에 들어가 있지 않아도 폭발이 일어나는 즉 폭굉(Detonation)입니다. 이 경우는 뇌관에 의해 초기 압력을 급격히 높이며 점화를 해야 한다는 겁니다.

기폭제가 필요한 것이죠.

 

그러면 화학반응 속도가 음속을 돌파하며 위의 연소반응보다 더 급격히 고체인 화약이 가스로 변하여 엄청난 압력과 열을 동반한 가스가 발생하게 되는 것입니다.

 

두가지 모두 급격한 화학반응으로 고체이던 것이 급속도로 기체로 변하면서 압력을 발생한다는 공통점이 있습니다.

 

난로위에 물방울을 떨어 뜨리면 때로는 뻥소리를 내며 물이 튀죠? 끓는 기름위에 물방울이 떨어지면 더욱 심한 소리를 내며 튀어 오릅니다.

액체이던 물이 수증기로 급히 변하여 생기는 현상입니다.

 

물방울의 경우도 그러한데 화약의 경우는 어마어마 한 것이죠.

 

즉 화약은 점화나 기폭에 의해 급격한 화학반응을 일으키는 성분으로써 순간적으로 엄청난 약의 가스를 만들어 내는 원리에 의해 폭발이 일어나는 것입니다.

 

한가지 더 중요한 점은 만일 같은 에너지라도 화학반응이 서서히 일어났다면 비록 발생하는 가스량과 열량이 같다고 하더라도 폭발이 일어나지는 않습니다.

 

짧은 시간에 급격한 화학반응이 일어나야만 폭발이 일어날 수 있는 것이죠.

 

 

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