1)Výbušniny:
Jsou fyzikální směsi nebo soustavy chemických sloučenin,které jsou při patřičném podnětu (mechanickým zásahem, tepelnou energií...) schopny prudkého rozkladu za současného uvolnění energie.
2)Střeliviny:
Přímým zásahem plamene se zapalují a relativně rychle hoří, používají se v nábojnicích a výmetných náplních palných zbraní. Větší množství po zapálení v uzavřeném prostoru přechází ve výbuch, který se vyznačuje malou rychlostí (300-1000m/s). Vesměs jsou značně citlivé na tření a nárazy. Patří mezi ně např. černý prach, nitrocelulosové a nitroglycerinové střelné prachy, výbušné ledky a jím podobné směsi
3)Třaskaviny:
Jsou extrémně citlivé látky nebo směsi, které i při nepatrném podnětu mohou vybuchovat. Výbušný rozklad může vyvolat plamen, zvýšení teploty, tření, slabý náraz, el.proud( u některých dokonce i sluneční světlo či slabé akustické vlnění). Všechny třaskaviny jsou z těchto důvodů velmi nebezpečné a k trhacím účelům se nikdy nepoužívají. Důležitou vlastností třaskavin je jejich iniciační schopnost. Svou explozí mohou strhnout k výbuchu i méně citlivé trhaviny. Tohoto jevu se prakticky používá v rozbuškách, kde malé množství třaskaviny(primární náplň) přivede k explozi sekundární náplň z méně citlivé výbušniny(hexogen, pentrit) a ta pak iniciuje celou výbušnou nálož do níž je rozbuška vložena. Z obrovského množství popsaných třaskavin se prakticky použivá jen omezené množstí, které vyhovují stabilitou, přiměřenou citlivostí a iniciační silou. Patří mezi ně např. Azid olovnatý a stříbrný, Třaskavá rtuť a stříbro, Diazolátky(Dinol), Organické azidy, Acetylidy, Tetrazen, Tricinát olovnatý. Dříve se též používali organické peroxidy(HMTD), ale pro vysokou citlivost a nižší bezpečnost byly zavrhnuty.
4)Trhaviny:
Výbuchová přeměna trhavin probíhá obvykle jako detonace. Protože jejich výbuchem vznikají silné rázové vlny, používají se k destrukčním účelům. Trhaviny jsou vůči podnětům mnohonásobně méně citlivé než třaskaviny! Aby se vyvolala jejich detonace, je nutno použít silného podnětu, zpravidla detonace jiné výbušniny. K tomu slouží rozbušky a bleskovice. Většinu vyráběných trhavin je možno považovat za manipulačně bezpečné. Obvyklými nárazy, třením nebo průstřelem z pušky nemohou explodovat. Patří sem aromatické nitrolátky(tritol, kyselina pikrová, tetryl, hexyl), nitroestery(nitroglycerin, nitroglykol, pentrit), cyklické nitraminy(hexogen,oktogen) a jejich vzájemné kombinace nebo směsi s okysličovadly(dusičnany, chlorečnany, chloristany).
5)Výbuch:
Výbuch by se dal zjednodušeně charakterizovat jako extrémně rychlá chemická reakce, při níž se vyvíjí velké množství tepla a plynů. Současně je tato reakce doprovázena uvolněním množství fotonů - světla. Charakteristický účinnek výbuchu(destrukce) je pouze následkem vzniku velkého množství plynů v krátkém časovém úseku a rozpínáním plynů vzniklým teplem. V okolí výbuchu tedy vzniká velké zhuštění plynů, které způsobují onenen destrukční účinnek. Čím rychleji proběhne výbuch(detonace) trhaviny, tím větší vzniká přetlak plynů oproti okolnímu prostředí. Tato rychlost se označuje jako detonační rychlost(D).
6)Výbuchové hoření
Výbuchové (explozivní) hoření se výbušninou šíří menší rychlostí než detonace. Během explozívního hoření je stejný tlak jak ve výbušnině, tak i na jejím povrchu a v plynech, které výbušninu obklopují. Výbušná přeměna probíhá tak pomalu, že vzniklé plyny stačí z místa rozkladu odtékat bez výraznějšího vzestupu tlaku. Výbušné hoření je charakteristické pro střeliviny, ale i trhaviny zapálené v uzavřeném prostoru mohou začít explozívně hořet. Při velmi dobrém uzávěru výbušniny může tlak plynů prudce stoupat až ke kritické hranici a trhavina může nakonec detonovat.
7)Iniciace:
Rozklad výbušniny způsobený vnějším popudem nastává jen v malé části nálože. V tomto místě dojde k přehřátí a vzniku výbušného rozkladu(reakce). K takové přeměně může dojít silným zvýšením tlaku a teploty v některé části nálože. Zvýšením teploty se molekuly výbušniny začnou intenzivně pohybovat a vzájemně na sebe narážet. Tyto molekuly se velmi rychle pohybují a svými nárazy mohou rozrušovat další molekuly výbušniny. Zasáhne-li počáteční účinek dostatečně velký objem výbušniny, stačí vzniklé plyny předat energii výbuchu dále okolním částicím. Když výbuch zachvátí určitou část nálože, šíří se samostatně dál, dokud celá nálož nevybuchne. Roznět výbušniny vnějším vlivem se nazývá iniciací. Iniciace je účinná jen tehdy, je-li počáteční impuls natolik silný, aby celá nálož detonovala. Každá trhavina má svou charakteristickou citlivost, tj. jak velký impuls je nutné použít ke spoklehlivé detonaci této výbušniny. Při použití slabšího podnětu(např. slabé rozbušky) mohou nastat v podstatě 3 případy:
a) výbušnina nevybuchne(rozmetá se beze změny do okolí)
b) dojde k deflagraci( tzv. výbušné hoření)
c) nálož exploduje, ale pouze nejnižší detonační rychlostí a slabým tlakem plynů .
(pozn.Poslední případ se vykytuje u plastických nitroglycerinových trhavin)
8)Detonační vlna:
Postupné šíření výbuchu v náloži výbušniny od místa, kde výbuch vznikl se nazývá detonací. V každém okamžiku šíření detonace existuje hranice mezi částí nalože, která se již přeměnila v plyny, a částí nálože dosud procesem výbuchu nezasaženou. Tato hranice se nazývá čelem detonační vlny. Bezprostředně za čelem detonační vlny dochází k uvolnění energie a k přeměně výbušniny v plyny. Detonační vlna se ve výbušnině šíří rychlostí od 1 km/s do 9 km/s(u některých typů trhavin může být hranice 9 km/s překročena), podle chemického složení a hustoty. To jsou velmi vysoké rychlosti. Proto detonace zachvacuje celou nálož v stotisícině sekundy a v mnoha případech je možné výbuch považovat za prakticky okamžitou přeměnu v plyny o vysoké teplotě a tlaku.
9)Kritický průměr:
Srovnáním různých výbušnin zjistíme, že pro každou z nich existuje určité nejmenší množství, které může detonovat. Kdybychom použili menšího množství, nemůže k výbuchu dojít. Toto množství se vztahuje na určitou délku nálože, z čehož lze odvodit minimální průměr výbušniny označovaný jeko kritický průměr. Kritický průměr se zjišťuje podle Chaitonovy metody. Zhotoví se několik táhlých náloží v podobě válců různého průměru a zjišťuje se mezní průměr, při kterém se ještě detonace v náloži šíří. Tyto zkoušky ukazují, že kritický průměr se v podstatě shoduje s citlivosti výbušniny. Čím citlivější je výbušnina, tím nižší má kritický průměr. Např azid olovnatý má kritický průměr menší než 1 mm, zatímco TNT není schopný detonovat v průměru pod 9 mm.
10)Energie a výkon výbuchu:
Při výbuchu působí velké tlakové síly plynů projevující se jako mechanická síla výbuchu. Energie, jež se při výbuchu uvolní je skryta ve výbušnině. Je však mnohem nižší než energie hořlavin. Benzin např. obsahuje 10 krát více E než TNT. Musíme však mít na zřeteli, že hořlavina potřebuje k svému hoření kyslík, který odebírá z atmosférického vzduchu. Hořlavina tedy potřebuje k uvolnřní energie vnější kyslík. Výbušnina naproti tomu nepotřebuje žádné vnější látky. Kyslík je uložen v molekule výbušniny(v NO2 skupině) nebo ve formě okysličovadla ve směsi. Hoření probíhá relativně pomalu, výbuch se šíří velmi rychle(přibl. 10 milionkrát rychleji). Právě tímto jsou dány charakteristické účinky výbuchu. Energie(E) výbuchu se pohybuje zhruba v rozmezí 500-1500 kcal/kg. Přidáním práškových kovů(Al) lze dosáhnout hodnot převyšujících 2000 kcal/kg.. Výkon výbuchu náloží vzrůstá přiměřeně s jejich velikostí. Všeobecně je výkon výbuchu(W) přímo úměrný čtverci třetí odmocniny váhy nálože. Samotná velikost energier sama o sobě však ještě nic neznamená. Důležité je, kolik energie se využije k praktickému účelu. U volně odpálené výbušniny se k trhacímu účelu využije okolo 15% E. Lepší využítí nastane u nálože uzavřené. Když detonační vlna dosáhne povrchu nálože, která je obalena pevnou stěnou a narazí na tuto stěnu, může tlak prudce stoupat. Největšího koeficientu využití se dosahuje u kumulačních náloží. Zde se veškerá energie soustřeďuje do jedinného bodu - kumulačního paprsku.
11)Stabilita detonace:
Schopnost detonovat po celé délce nálože neměnou detonační rychlostí se označuje jako stabilita detonace. V souvislosti se stabilitou detonace má velký význam kritický průměr. Pod kritickým průměrem nemůže výbušnina detonovat, při průměru nálože větším než je dolní kritický průměr pak dochází k nestabilí detonaci. Nestabilní detonace je neideální detonací, to znamená, že nedosahuje své maximální detonační rychlosti. Zvětšováním průměru nálože se detonační rychlost zvyšuje až ke svému maximu, které leží v horním kritickém průměru. Je dobré připomenout, že většina průmyslových trhavin vybuchuje nestabilní detonací díky malým průměrům náloží . Nad horním kritickým průměrem se detonace již šíří maximální možnou rychlostí (při dané hustotě) a již se dále nemůže zvyšovat. Tento jev označujeme jako ideální detonace . Ideální detonace probíhá u průmyslových trhavin nad průměrem náloží 10-35 cm. Vždy záleží na hrubosti jednotlivých složek a jejich promíchání. Nakonec stupeň homogenity směsí ovlivňuje i detonační rychlost a brizanci. U vojenských výbušnin je horní kritický průměr 1-5 cm. Metastabilní detonace nastává u průmyslových nitroglycerinových plastických trhavin. Tento jev souvisí s velikostí iniciačního impulzu. Při použití běžné rozbušky dojde u těchto trhavin ke vzniku pouze nižší detonační rychlosti(1500-4000 m/s). Teprve při roznětu malou přídavnou náložkou(10g lisovaného pentritu) probíhá detonace maximální rychlostí(5000-7000 m/s). Velká většina průmyslových plastických trhavin(Perunit, Danubit aj.) odpálené pouhou rozbuškou detonují "jen" nižší rychlostí (hodnoty jež se uvádějí v jejich charakteristikách se dosahují jen za použití inic.tělíska).
12)Výbuchové teplo:
Výbuchové teplo neboli energie výbuchu udává množství energie, které se uvolní při explozi 1 kg výbušniny. Stanovuje se v kalometrické bombě nebo výpočtem z termochemických konstant. Hodnoty se uvádějí v kJ/kg nebo kcal/kg a pohybují se od 100 kcal/kg až po 2000 kcal/kg, nejčastěji kolem 1000 kcal. Zkratka: Q(E)
13)Objem výbušných zplodin:
Tímto je myšlen objem plynů v litrech vzniklých výbuchem 1 kg výbušniny. Objem vzniklých plynů je v rozmezí 300-1100 l/kg, běžně kolem 800 l/kg. Skutečný objem plynů je v důsledku rozpínání působením vysoké teploty asi desetkrát větší. Zkratka: Vo
14)Výbuchová teplota:
Teplota udávaná ve stupních celsia nebo kelvinech, jíž mohou dosáhnout plyny při výbuchu. Přímé měření je příliš obtížné, takže se tato hodnota stanovuje výpočtem. Ze známé hodnoty výbuchové teploty se pak dále vypočítávají detonační tlaky a skutečný objem plynů. Důležitou vlastností je teplota výbuchu pro bezpečnostní trhaviny v dolech a v prostředí s uhelným prachem nebo metanem. Hodnoty dosahují 1500-7000 stupňu celsia, nejčastěji kolem 3500 C.
15)Kyslíková bilance:
Rozlišujeme výbušniny s negativní, nulovou a kladnou kyslíkovou bilancí. Kyslíková bilance udává kolik gramů kyslíku chybí nebo přebývá k úplné oxidaci výbuchových plynů. Množství kyslíku se vztahuje na 100g výbušniny. Má-li výbušnina přebytek kyslíku, je bilance kladná, a záporná v případě nedostatku kyslíku k úplné oxidaci složek výbušniny. Postačuje-li množství kyslíku k úplnému okysličení , je bilance nulová(vyrovnaná). Většina výbušnin má kyslíkovou bilanci negativní(zápornou): tritol(-74%), hexogen(-21,6%), kladnou bilanci má např. nitroglycerin(+3,4%) a oxidační látky(dusičnan amonný +20%), nulovou má např. nitroglykol. Zkratka: KB(%).
16)Teplota vzbuchu:
Je nejnižší teplota, při níž výbušnina samovolně vybuchuje. Stanovuje se pomalým zahříváním výbušniny až k teplotě, kdy nastane výbuch zkoumané látky. Teploty vzbuchu některých výbušnin:
trinitrotoluen - 295
hexogen - 230
pentrit - 215
nitroglycerin - 170
nitrocelulosa - 190
černý prach - 290
azid olovnatý - 340
třaskavá rtuť - 165
17)Citlivost k nárazu:
Citlivost k nárazu se stanovuje na zařízení simulujícím náraz tvrdého předmětu dopadajíciho naplocho na malý vzorek výbušniny. Zkouška se provádí na Kastově padacím kladivu a zjišťuje se výška při níž závaží o určité hmotnosti způsobí při dopadu explozi výbušniny. Výška pádu v cm a hmotnost závaží v kg jsou měřítkem citlivost výbušniny k nárazu. Hmotnost závaží bývá standardně nastaveno na 2,0 kg. U málo cilivých výbušnin(dusičnan amonný) se používá závaží 5 nebo 10 kg. Citlivost některých výbušnin na Kastově padacím kladivu(2 kg):
trinitrotoluen - 100 cm
trinitrofenol - 70 cm
hexogen - 35 cm
pentrit - 30 cm
nitroglycerin - 5 cm
nitroglykol - 8 cm
nitrocelulosa(13,4% N) - 15 cm
černý prach - 80 cm
třaskavá rtuť - 3 cm
azid olovnatý - 4 cm.