燃焼とは
多量の発熱を伴う化学反応で、反応によって発生する熱エネルギーや活性化学種によって、自発的に反応が継続される現象と定義されている。
通常、発熱をともなう酸化反応で自己継続的ものをいう。
爆発とは
・ウエブスター辞典
圧力の急激な発生、または解放の結果として、激しく音を発して破壊したり、膨張したりする現象
・理化学事典
圧力の急激な発生または解放の結果、容器が破裂したりまたは気体が急激に膨張して、爆発音や破裂作用をともなう現象
・疋田氏
爆発を伴うような燃焼または破裂の現象
・千石氏
気体の発生を伴う燃焼を高速で行った時の現象
このようにいろいろな定義があるが、共通していることは急激な体積の膨張をともなうことである。 |
爆発の種類
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| 火薬類は、燃焼と爆発（爆轟）を起こす両方の性質を持っている。 |
火薬類による爆発は、一般的な物理的爆発に比べて大きな力を有している。
火薬類の特徴
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１．酸素を含んでいる。
２．高温を発生する。
３．極短時間で反応が終結する。
４．小容積から大きなエネルギーを発生する。 |
火薬類の燃焼と爆轟
爆轟波の伝播：
①火薬の表面に大きな衝撃が与えられると、火薬内部に爆轟波が発生する。
②その爆轟波は、伝播する波面において、高い機械的応力を発生させ、同時に高温となって、火薬を構成している化学物質を反応させる。
③反応してガス化した燃焼生成物は、爆轟波面より離脱して、空間に拡散しようとするが、爆轟波の伝播速度が大きいために、拡散できる割合は小さい。（→衝撃波のすぐ後方の圧力を増大させる）
④この圧力は、更に爆轟波が伝播するエネルギー源となり、爆轟波の伝播速度を減衰させることなく維持させる。 |
衝撃波の伝播には、衝撃波を形成するために必要な燃焼速度が必要である。
爆轟している爆薬の表面近傍は、衝撃波と化学反応が同時に発生している爆轟波により形成される。
表面上には衝撃波が付着しており、ピーク圧力（尖頭圧力）をつくりだし、化学反応はその後方で行われ発熱（燃焼）する。この発熱が衝撃波の進行を支えるエネルギーを供給する。（Chapman-Jouget点と呼ばれる位置において、発熱反応が完了し爆轟圧力PC-Jを形成する） |
爆薬の爆轟波構造 |
火薬類の爆轟によるエネルギーの尺度として爆轟圧(P)が用いられており、Pは次式のように表されている。
P=ρDW (ρ:爆薬の初期密度、D:爆轟速度、W：爆轟生成ガスの流速)
したがって、爆轟速度が大きい火薬類ほど持っているエネルギーが大きいことになる。 |
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