Подражающие молниям

Для определения работоспособности немецкий исследователь Трауцль изобрел простой способ. Он взял цилиндрическую свинцовую чушку (высотой и диаметром двадцать сантиметров) и высверлил в ней углубление, в которое поместил десять граммов взрывчатки. Плотно забив заряд песком, он произвел взрыв. Внутри свинцовой чушки образовалась довольно большая полость. Налив туда из мензурки воды, Трауцль определил ее объем. Чем мощнее вещество, тем больше, естественно, получался объем полости, который Трауцль и предложил считать мерой работоспособности взрывчатого вещества. Этот нехитрый метод был рекомендован в качестве стандартного на Пятом международном съезде по прикладной химии в Берлине в 1903 году и с успехом применяется и в наше время. Работоспособность современных взрывчатых веществ составляет 240—260 кубических сантиметров.

Определение бризантности и работоспособности, ничего не говоря о сущности взрыва и его параметрах, позволяет быстро и удобно сравнивать разрушающее действие разных взрывчатых соединений и любых смесей на их основе. Например, работоспособность тротила составляет 290 кубических сантиметров, а нитроглицерина — 540 (именно такой объем создает при взрыве шесть кубических сантиметров — десять граммов — разрывного масла, заключенного в свинцовый массив!). Сопоставив цифры 290 и 540, специалист быстро сделает для себя соответствующие выводы. Поэтому в сочетании с энергией взрыва, его температурой, количеством образовавшихся газов бризантность и работоспособность дают возможность уверенно характеризовать современные взрывчатые вещества.

Бертло не только установил важность высокой скорости химических превращений для мощности взрыва, но и первым дал научное объяснение тому, почему взрыв происходит так быстро. Это обстоятельство чрезвычайно важно. Ведь главное, что отличает взрыв от горения, главное, что придает ему «подражающее молнии» действие,— это высокая скорость. Понять, почему она возникает,— значит, понять, как происходит взрыв. Бертло разработал план остроумных опытов, проведенным им, главным образом, совместно с Вьелем, а впоследствии — с Ле-Шателье. В результате этих опытов и родилось знаменитое учение Бертло о взрывной волне. Сущность его можно объяснить следующим простым примером.

Если поднести к тротиловой шашке огонь, она вовсе не взорвется, а будет гореть медленно и спокойно со скоростью примерно один сантиметр в минуту. Выделяющееся при этом тепло рассеивается в атмосферу, и основная часть горящей взрывчатки остается холодной, Точно так же мы можем, не обжигаясь, держать в руках горящую лучину. Чтобы тротил взорвался, другими словами, мгновенно разложился во всем объеме, нужны какие-то дополнительные условия.

Допустим теперь, что рядом с нашей тротиловой шашкой взорвали какой-то другой заряд или просто нанесли по тротилу сильный удар (только очень резкий). Тогда от удара взрыва или нашего воображаемого или реального молота верхний слой взрывчатого вещества быстро сожмется и разогреется. Высокая температура и давление вызывают мгновенное разложение тротила, но разложение только в этом тоненьком слое. При разложении образуются в большом количестве газы, имеющие очень высокую температуру и создающие высокое давление — десятки тысяч атмосфер. Под этим огромным давлением немедленно сжимается соседний слой взрывчатки, которая, в свою очередь, быстро разогревается с разложением и выделением нагретых газов. Бег взрывной волны продолжается до тех пор, пока не разложится все взрывчатое вещество. «Взрывная волна,— пишет Бертло,— раз образовавшись, распространяется без ослабления, потому что химическая реакция, вызывающая ее, восстанавливает ее живую силу на всём ее пути, между тем как механическая волна теряет постепенно свою интенсивность по мере того, как ее живая сила, определенная одним только начальным импульсом, распределяется на все более и более значительную массу вещества».

Процесс передачи энергии сжатием называется детонацией, и протекает он значительно быстрее, чем мы его описываем. Человеческому глазу кажется, что любой заряд взрывается мгновенно во всем объеме — каким бы большим он ни был. Но теперь мы знаем, что на самом деле это не так. Пусть это время мало, но оно все же существует. Для специалистов скорость детонации имеет огромное значение и является одной из важнейших характеристик взрывчатого вещества. Например, для тротила она равна 5800, для нитроглицерина— 7650, для аммиачной селитры «всего» 1800 метров в секунду. Чем выше скорость детонации, тем ярче проявляется дробящая способность взрывчатого вещества.