Общая характеристика взрыва

Под взрывом принято понимать процесс быстрого химического или физического превращения некоторой системы из одного состояния в другое, сопровождающийся переходом накопленной потенциальной энергии в кинетическую с совершением механической работы. Механическая работа при взрыве совершается за счет расширения газообразных продуктов как существовавших, так и образовавшихся в момент взрыва. Взрыв сопровождается звуковым, световым и сейсмическим эффектами. По своей природе взрывы классифицируются на:

• физические, при которых происходят только физические преобразования веществ без изменения их химического состава. Примерами физических взрывов являются взрывы баллонов с сжатым газом, электрические и грозовые разряды и т.д.;

• химические, сопровождающиеся чрезвычайно быстрыми окислительными процессами с возникновением новых химических элементов, выделением большого количества теплоты, образованием газов взрыва, имеющих высокую температуру и давление и занимающих определенный объем (взрыв зарядов BB, горение порохов и пр.);

• ядерные, сопровождающиеся цепными реакциями деления или синтеза ядер с образованием новых элементов. Различают два вида ядерных взрывов: атомный - процесс распада тяжелых ядер на легкие (деление атомных ядер урана, плутония) и термоядерный - образование из легких ядер более тяжелых (термоядерный синтез).

При ядерных взрывах выделяется в миллионы раз больше тепла, чем при химических взрывах. Так, из одной единицы массы взрываемого вещества образуется:

- при обычном ядерном взрыве 6,8*10в10 кДж/кг;

- при термоядерном взрыве 4,19в10в11 кДж/кг.

Для ведения взрывных работ в промышленности применяют только химические взрывы. В соответствии с изложенным ниже будут рассмотрены взрывы, вызванные химическими превращениями взрывчатых веществ (ВВ).

Взрывчатые вещества в термодинамическом смысле являются относительно неустойчивыми системами, способными под действием внешних воздействий к быстрым экзотермическим превращениям, сопровождающимся сильным нагревом, выделением тепла, повышением температуры, образованием газов взрыва, имеющих высокое давление. Вследствие высокой скорости распространения химической реакции (скорость детонации D = 2+10 км/с) но системе эти газы занимают в момент взрыва исходный, первоначальный объем самого BB и находятся в сильно сжатом состоянии под давлением ~10в10 Па. Из-за высокой скорости распространения химической реакции по системе теплообмен нагретых газов окружающей средой незначителен, поэтому при разработке моделей детонации этот процесс считается экзотермическим. Пренебрежение тепловыми потерями при теплообмене газов с окружающей средой при описании процесса химического превращения ВB не приводит к существенным искажениям и неточностям в полученных результатах.

Выделение тепла при химическом превращении BB является основным условием инициирования процесса взрыва. С увеличением количества теплоты, выделяющейся единицей массы ВВ, возрастает скорость распространения химической реакции, что приводит к более разрушительному действию взрыва.