Подражающие молниям

«В науке об огне мы нередко становимся в тупик перед самыми простыми явлениями. Рациональная конструкция двигателя внутреннего сгорания и даже топки котла встречает больше затруднений, чем конструкция самой сложной динамо-машины или радиоприемника. И по сие время в вопросах, связанных с огнем, мы очень часто должны, уподобившись нашим первобытным предкам, использовать в большей степени примитивный опыт и чутье, нежели рациональное научное знание предмета».

Столетиями пылал огонь на алтаре науки, много жертв было принесено ему учеными разных веков и народов, и все же до самого последнего времени не было ясного понимания этого «простого» явления — горения. И только «всестороннее рассмотрение химических, физических и механических сторон явления в их взаимосвязи с учетом обратных связей позволило сравнительно небольшому коллективу сотрудников Института химической физики... заложить основы современной теории горения и взрывов газов и взрывчатых веществ».

В разработке новой теории Семенов исходил из того, что «всякое горение или взрыв есть прежде всего химическая реакция... Поэтому все явления горения тесно связаны с представлениями и законами химической кинетики, и прежде всего — со скоростью химической Реакции, протекающей в неизотермических условиях (т. е. при неодинаковой температуре)». Количественная теория теплового взрыва была разработана Семеновым еще в 1928 году в упоминавшейся уже статье «К теории процессов горения». В последующее десятилетие он дал математическую формулировку самовоспламенения — возникновения тепловой самоускоряющейся лавины. Тогда же были установлены закономерности распространения пламени и взрывной волны.

Классическая теория детонации Бертло не учитывала кинетику взрывных реакций и не могла поэтому объяснить некоторых важных свойств взрывчатых веществ. Вот один простейший пример. По теории детонации упругие волны сжатия должны лучше всего распространяться в плотных сплошных телах. Между тем известно, что порошкообразные взрывчатки значительно чувствительнее к взрыву, чем литые или прессованные. Даже одно из самых легковзрывающихся веществ — гремучая., ртуть, если ее сильно спрессовать, при поджигании не детонирует, а спокойно сгорает. Исследованиями советского нобелевского лауреата и его школы было установлено, что «во многих случаях детонация взрывчатых веществ происходит не из-за детонационной волны, а в результате поджигания впереди лежащих крупинок вещества раскаленными газами, появляющимися от сжигания предыдущих».

Сотрудники Института химической физики Ю. Б. Харитон и А. Ф. Беляев поместили в глубоком вакууме над расстоянии сорока сантиметров друг от друга две крошечные крупинки азида свинца и взорвали одну из них. Из-за отсутствия воздуха и всякой другой материальной среды передача энергии взрыва детонацией не могла, иметь места. Тем не менее второе зернышко азида свинца взорвалось практически одновременно с первым. Выяснилось, что взрыв второй крупинки произошел от удара мельчайших осколков первой крупинки, весивших всего около одной стомиллионной миллиграмма.

Работами Н. Н. Семенова, Ю. Б. Харитона, А. Ф. Беляева теория и практика возбуждения взрыва продвинута далеко вперед. И все же взрыв — настолько сложное явление, что даже сегодня он далеко еще не изучен до конца.

МИРНЫЙ АРСЕНАЛ

Какими же свойствами должна обладать «самая лучшая», идеальная взрывчатка? Ответить на этот вопрос как будто бы нетрудно: прежде всего она должна быть как можно более мощной. Однако опыт убедительно доказывает, что одного этого качества явно недостаточно. Взрывчатое вещество не может иметь права на жизнь, если оно несет смерть всем, кто с ним соприкасается. Оно должно быть совершенно безопасно всегда и везде — и при его производстве, и при хранении, и при перевозке, и при использовании. Многие современные взрывчатки можно поджигать, бросать их с любой высоты, хоть с самолета, бить по ним кувалдой, стрелять в них — они перенесут любые пытки, но ничем не выдадут своей способности к взрыву.

Однако во всем нужна мера — даже в нечувствительности. Если эта мера будет перейдена, то нам не Удастся взорвать заряд. Чрезмерная «бесчувственность» взрывчатых веществ обращается в их немалую опасность. Если заряд не взорвался от детонатора (взрывники говорят в таких случаях, что произошел отказ), то это не только нарушает рассчитанную заранее стройную картину взрыва, но и вызывает тягостную необходимость ликвидации отказа — повторного взрыва заряда, что связано с большим риском. Невзорвавшийся заряд часто завален углем или гранитом, доступ к нему затруднен или невозможен, но оставлять его невзорванным тоже недопустимо: кто знает, что произойдет, если его зацепит отбойный молоток, угольный комбайн или экскаватор...