中国开发出超级炸药——密度高威力强安全却像块肥皂
2018-07-07 18:19:27
中国开发出超级炸药——密度高威力强安全却像块肥皂
问题就来了，什么是新型钝感高能炸药？
其实这个很容易理解，我们先说高能炸药，高能炸药就是每公斤炸药的威力大小，能量越高威力越大，这个容易理解，但是钝感是啥意思呢？
简单来说就是安全性，要求就是耐摔，耐热，耐摩擦，不能动不动就给人脸色，嘣，嘣，嘣！
这次我国的新型炸药研发，亮点何在，亮点在于基因组技术，大家都知道做高能炸药的传统路子就是CHNO碳氢氮氧四种元素排列组合，科学家们就开动脑筋，将传统生物界的基因技术双螺旋结构进行比拟，开动计算机计算，最终开发成功这种新型炸药，代号ICM-102，即2,4,6-三氨基-5-硝基嘧啶-1,3-二氧化物）。
该炸药分子室温实测密度1.95g/cm3，爆速9196m/s，而且高温分解温度高达284度，冲击敏感度大于60焦，而且摩擦感度高达360N。
这个数据有点不好懂，没关系，我们和世界主流先进炸药对比一下。
而我国新型炸药，密度1.95g/cm3，超过传统炸药HMX，爆速9196m/s也超过HMX，但是在安全性上却有巨大的改观，不论是撞击，摩擦，高温稳定性都更好。
如何理解新型炸药这个重大意义？让我们从炸药的发展史回顾一下或许能比较容易理解。
中国人发明了火药，最终打开了炸药的大门，西方在在中国人人的基础上开发了各种不同的炸药，1863年开发了TNT，1941年开发HMX，经过了78年，能量输出就提高了79%，几乎一年提高1%，非常惨淡，到了1987年合成出目前能量最高的，但是安全性稍差的CL20，46年过去了，能量输出就比HMX提高了6-8%，感度、爆发点、热安定性等都比HMx差很多，使用起来安全性严重降低。
当然，美国人也刷了个花招，开发了一种超钝感的“木头炸药”，这就是TATB，TATB属于典型的单环多硝基化合物，由Jackson和Wing在1887年合成，但由于能量不高、价格昂贵、不易成型等原因，一直未受到人们的重视。
直到1967年美国的LosAlamos实验室改善了合成工艺，使得到的TATB能压制到几乎接近理论密度，并降低了合成成本，人们这才逐渐开始对TATB进行广泛而深入的研究。TATB机械感度和热感度都很低，密度高，耐热性好，但是能量太低，只相当于HMX的65％。
在美国曾发生过多起核武器事故，造成很大的损失，所以在他们解决了核武器小型化问题之后，就把提高核武器的安全性放在首位。由于火灾等事故引起炸药的爆燃所导致的钚污染面积约为1km2，而当炸药部件遭受异常环境而爆轰时，钚会分散成气溶胶，污染面积达100km2，清除其污染的费用高达5亿美元以上。
为了提高炸药的安全性，美国研制成功了以三氨基三硝基苯(TATB)为主要成份的钝感炸药(IHE)。这种炸药在遭受高空坠落、撞击、子弹射击和火焰烧烤时，都不会发生爆轰，被称作木头炸药。因此，美国国会军事委员会于1978年强烈要求在以后的战略和战术核武器中，都使用IHE。
美国发明TATB后，就看中了安全性，就广泛应用在核弹上面，经过几十年的实验和实践发现，安全性非常好，上世纪80年年代，美国B52携带多发百万吨当量核弹，高空飞行撞机，核弹散落一地，最终核弹坠地，没有爆炸，没有大量核材料泄露，周边城市躲过一劫。
但是TATB的能量太低，只相当HMx的65％。因此，显著影响了小型化。为解决此问题，美国从1979年就规划合成高能钝感炸药，要求其能量相当于HMX，而感度相当于TATB。俄、法等国也都把这一目标作为自己的主攻方向,但是一直没成功。
炸药或者推进剂能量与感度及稳定性间存在本质矛盾，威力越大，往往越不安全，而且在推进剂、烟火剂等的配方中，常常含有氧化剂。作为氧化剂，一般应是正氧平衡，因此感度和热安全性更差。例如：前苏联研制的二硝基酰铵(ADN)在研制和生产过程中，据称，几乎每个星期都要发生爆炸事故。
由于炸药的能量和感度及稳定性有如此大的矛盾，再加上对炸药的其他性能和工艺性等都有较高的要求，所以新合成的炸药的应用概率很低，小于1％，即合成出100个新炸药，得到实际应用的不到一个。由此可见，合成新炸药的难度何等之大。
而我国研发出几乎世界最大威力，而且最安全的炸药，这也是史无前例的创举，经过千年轮回之后，炸药王国终于恢复原有的荣光。
作者：大水来
最近中国工程物理研究院含能材料基因研究中心的含能分子创制团队，最近首次运用材料基因组方法，实现对新型钝感高能炸药分子的快速设计与筛选，并成功通过两步法制备一种新型钝感高能炸药分子，这是材料基因组思想首次在炸药研制领域的成功范例。新型炸药采用了类比思维，吸取基因技术，用CHNO碳氢氮氧四种元素做魔方排列，最终大丰收
问题就来了，什么是新型钝感高能炸药？
其实这个很容易理解，我们先说高能炸药，高能炸药就是每公斤炸药的威力大小，能量越高威力越大，这个容易理解，但是钝感是啥意思呢？
简单来说就是安全性，要求就是耐摔，耐热，耐摩擦，不能动不动就给人脸色，嘣，嘣，嘣！
这次我国的新型炸药研发，亮点何在，亮点在于基因组技术，大家都知道做高能炸药的传统路子就是CHNO碳氢氮氧四种元素排列组合，科学家们就开动脑筋，将传统生物界的基因技术双螺旋结构进行比拟，开动计算机计算，最终开发成功这种新型炸药，代号ICM-102，即2,4,6-三氨基-5-硝基嘧啶-1,3-二氧化物）。
我国新炸药和国际安全炸药对比，各项指标都不错
该炸药分子室温实测密度1.95g/cm3，爆速9196m/s，而且高温分解温度高达284度，冲击敏感度大于60焦，而且摩擦感度高达360N。
这个数据有点不好懂，没关系，我们和世界主流先进炸药对比一下。
传统炸药之王HMX，密度1.905爆速9010，摩擦感度最高100
而我国新型炸药，密度1.95g/cm3，超过传统炸药HMX，爆速9196m/s也超过HMX，但是在安全性上却有巨大的改观，不论是撞击，摩擦，高温稳定性都更好。
如何理解新型炸药这个重大意义？让我们从炸药的发展史回顾一下或许能比较容易理解。
中国人发明了火药，最终打开了炸药的大门，西方在在中国人人的基础上开发了各种不同的炸药，1863年开发了TNT，1941年开发HMX，经过了78年，能量输出就提高了79%，几乎一年提高1%，非常惨淡，到了1987年合成出目前能量最高的，但是安全性稍差的CL20，46年过去了，能量输出就比HMX提高了6-8%，感度、爆发点、热安定性等都比HMx差很多，使用起来安全性严重降低。
炸药和推进剂技术类似，推进剂威力提高10%，就可以使战略导弹核潜艇安全范围扩大几百万平方公里
炸药最初发明的时候，大家都追求威力，威力越大，重量体积越小，武器威力越高，这个很好理解，但是威力大了脾气也大，动不动就爱玩自爆，摩擦，撞击，跌落，高温都可以导致弹药爆炸。
可以看出，世界炸药威力越来越大，但是安全性越来越差
世界炸药发展史来说，威力越大越不安全，左图是威力，有图是安全性
当然，美国人也刷了个花招，开发了一种超钝感的“木头炸药”，这就是TATB，TATB属于典型的单环多硝基化合物，由Jackson和Wing在1887年合成，但由于能量不高、价格昂贵、不易成型等原因，一直未受到人们的重视。
直到1967年美国的LosAlamos实验室改善了合成工艺，使得到的TATB能压制到几乎接近理论密度，并降低了合成成本，人们这才逐渐开始对TATB进行广泛而深入的研究。TATB机械感度和热感度都很低，密度高，耐热性好，但是能量太低，只相当于HMX的65％。
在美国曾发生过多起核武器事故，造成很大的损失，所以在他们解决了核武器小型化问题之后，就把提高核武器的安全性放在首位。由于火灾等事故引起炸药的爆燃所导致的钚污染面积约为1km2，而当炸药部件遭受异常环境而爆轰时，钚会分散成气溶胶，污染面积达100km2，清除其污染的费用高达5亿美元以上。
为了提高炸药的安全性，美国研制成功了以三氨基三硝基苯(TATB)为主要成份的钝感炸药(IHE)。这种炸药在遭受高空坠落、撞击、子弹射击和火焰烧烤时，都不会发生爆轰，被称作木头炸药。因此，美国国会军事委员会于1978年强烈要求在以后的战略和战术核武器中，都使用IHE。
美国B61核弹，几乎所有轰炸机战斗机都可以挂，原因就是小，而且安全，坠机也不引起爆炸
美国发明TATB后，就看中了安全性，就广泛应用在核弹上面，经过几十年的实验和实践发现，安全性非常好，上世纪80年年代，美国B52携带多发百万吨当量核弹，高空飞行撞机，核弹散落一地，最终核弹坠地，没有爆炸，没有大量核材料泄露，周边城市躲过一劫。
但是TATB的能量太低，只相当HMx的65％。因此，显著影响了小型化。为解决此问题，美国从1979年就规划合成高能钝感炸药，要求其能量相当于HMX，而感度相当于TATB。俄、法等国也都把这一目标作为自己的主攻方向,但是一直没成功。
炸药或者推进剂能量与感度及稳定性间存在本质矛盾，威力越大，往往越不安全，而且在推进剂、烟火剂等的配方中，常常含有氧化剂。作为氧化剂，一般应是正氧平衡，因此感度和热安全性更差。例如：前苏联研制的二硝基酰铵(ADN)在研制和生产过程中，据称，几乎每个星期都要发生爆炸事故。
炸药威力做大很难，安全更难，威力大还安全难上加难
由于炸药的能量和感度及稳定性有如此大的矛盾，再加上对炸药的其他性能和工艺性等都有较高的要求，所以新合成的炸药的应用概率很低，小于1％，即合成出100个新炸药，得到实际应用的不到一个。由此可见，合成新炸药的难度何等之大。
而我国研发出几乎世界最大威力，而且最安全的炸药，这也是史无前例的创举，经过千年轮回之后，炸药王国终于恢复原有的荣光。