ダイナマイト
| ダイナマイト | |
|---|---|
 ダグラスダム建設中のダイナマイトの準備、1942年 | |
| 分類 | 爆発物 |
| 業界 | 様々な |
| 応用 | 爆発 |
| 発明された | 1866 （1866年） |
- ニトログリセリンに浸した珪藻土（またはその他の吸収性物質）。
- 爆発物の周囲を覆う保護コーティング。
- 爆雷キャップ。
- 雷管に接続された電気ケーブル（またはヒューズ）。
ダイナマイトは、ニトログリセリン、吸着剤（粉末状の貝殻や粘土など）、安定剤から作られる爆薬です。[ 1 ]スウェーデンの化学者で技術者のアルフレッド・ノーベルによって北ドイツのゲーストハトで発明され、 1867年に特許を取得しました。従来の黒色火薬爆薬に代わる強力な代替品として、急速に広く使用されるようになりました。ニトログリセリンの優れた爆発特性を活用しながら、偶発的な爆発のリスクを大幅に低減します。
歴史
ダイナマイトは1866年にスウェーデンの化学者アルフレッド・ノーベルによって発明され、黒色火薬よりも強力な、安全に扱える最初の爆発物でした。
アルフレッド・ノーベルの父、イマヌエル・ノーベルは実業家、技術者、発明家であった。彼はストックホルムで橋や建物を建設し、スウェーデン初のゴム工場を設立した。建設業の仕事がきっかけで、黒色火薬よりも効果的な岩石爆破の新方法を研究するようになった。スウェーデンでの事業上の失敗をいくつか経た後、1838年にイマヌエルは家族をサンクトペテルブルクに移し、アルフレッドと兄弟たちはスウェーデン人とロシア人の家庭教師のもとで私立の教育を受けた。17歳の時、アルフレッド・ノーベルは2年間海外に派遣され、米国でスウェーデン人技術者のジョン・エリクソンと出会い、フランスでは有名な化学者テオフィル・ジュール・ペルーズとその弟子アスカニオ・ソブレロに師事した。ソブレロは1847年に初めてニトログリセリンを合成していた。ペルーズは、ニトログリセリンは衝撃に非常に弱いため、ノーベルにニトログリセリンを商業用爆薬として使用しないよう警告した。[ 2 ]
1857年、ノーベルは数百の特許の最初のものを申請した。そのほとんどは空気圧、ガス、および流体ゲージに関するものであったが、爆発物としてのニトログリセリンの可能性に引き続き興味を持っていた。ノーベルは、父と兄のエミールとともに、ニトログリセリンと黒色火薬のさまざまな組み合わせを実験した。ノーベルは、導火線を使用して制御された爆発を遠くから起こすことができる雷管、つまり爆薬帽を発明することにより、ニトログリセリンを安全に爆発させる方法を考案した。1863年、ノーベルは銅製の雷管と雷酸水銀で作られた爆薬帽を使用し、純粋なニトログリセリンの爆発に初めて成功した。1864年、アルフレッド・ノーベルは、爆薬帽と、硫酸、硝酸、グリセリンを使用したニトログリセリンの合成方法の両方の特許を申請した。 1864年9月3日、ニトログリセリンの実験中、エミールと数名はヘレネボリにあるイマヌエル・ノーベルの邸宅の工場で爆発事故に遭い死亡した。その後、アルフレッドはヴィンタービケンにニトログリセリン・アクティボラゲット社を設立し、より人里離れた地域での研究を継続した。翌年、ドイツに移り、そこでダイナミット・ノーベル社を設立した。[ 2 ]
雷管が発明されたにもかかわらず、ニトログリセリンは不安定な性質のため、商業用爆薬としては役に立たなかった。この問題を解決するため、ノーベルは輸送や取り扱いを安全にしつつ、爆薬としての効力を損なわない別の物質とニトログリセリンを組み合わせることを試みた。セメント、石炭、おがくずの組み合わせを試みたが、いずれも成功しなかった。最終的に、ハンブルクの工場近くのエルベ川から採取した珪藻土（藻類の化石）を試し、ニトログリセリンを安定させ、携帯用爆薬として用いることに成功した。[ 2 ]
ノーベルは1867年5月7日にイギリスで、そして10月19日にスウェーデンで、発明の特許を取得しました。[ 3 ]ダイナマイトは導入後、黒色火薬やニトログリセリンの安全な代替品として急速に広く使用されるようになりました。ノーベルは特許を厳重に管理し、無許可でダイナマイトを複製する会社は速やかに閉鎖されました。一部のアメリカ人実業家は、珪藻土以外の吸収剤、例えば樹脂などを使用することで特許を回避しました。[ 4 ]
ノーベルは当初ダイナマイトを「ノーベルの爆薬」として販売していたが、後に古代ギリシャ語で「力」を意味するdýnamis（δύναμις ）にちなんでダイナマイトに名称を変更した。 [ 5 ] [ 6 ]
製造
形状
ダイナマイトは通常、長さ約200 mm（8インチ）、直径約32 mm（1インチ）のボール紙製の円筒の形で販売されています。+ダイナマイトは直径約1/4インチ（約1/4インチ ）、質量約190グラム（ 1/2トロイオンス）です。 [ 7 ]このようにして作られたダイナマイト1本には、約1MJ（メガジュール）のエネルギーが含まれています。 [ 8 ]他のサイズも存在し、部分（クォータースティックまたはハーフスティック）または重量で評価されます。
ダイナマイトは通常、「重量強度」（含まれるニトログリセリンの量）で分類され、通常は20%から60%の範囲です。例えば、40%ダイナマイトは、ニトログリセリン40%と「ドープ」（安定剤と添加剤を混ぜ合わせた吸収性貯蔵媒体）60%で構成されています。
保管に関する考慮事項
ニトログリセリンダイナマイトの最大保存期間は、良好な保管条件下では製造日から1年と推奨されています。[ 7 ]
時間の経過とともに、使用する吸着剤の種類に関わらず、ダイナマイトはニトログリセリンを「滲み出す」、つまり「汗をかく」ようになり、箱や保管場所の底に溜まることがあります。そのため、爆発物取扱マニュアルでは、保管中のダイナマイト箱を定期的にひっくり返すことを推奨しています。ダイナマイトの外側に結晶が形成され、衝撃、摩擦、温度に対する感受性がさらに高まると言われています。現代の梱包では、ダイナマイトを密封されたビニール袋に入れ、ワックスでコーティングした段ボールを使用することで、この現象を防ぐことができます。
ダイナマイトは衝撃に対して中程度に敏感です。耐衝撃試験は通常、ドロップハンマーを用いて行われます。約100mgの爆薬を金床に置き、その上に0.5～10kg（1～22ポンド）の重りを様々な高さから落下させ、起爆させます。[ 9 ] 2kgのハンマーでは、雷酸水銀は1～2cm、ニトログリセリンは4～5cm、ダイナマイトは15～30cm、アンモニア爆薬は40～50cmの落下距離で起爆します。
主要メーカー
南アフリカ
1940年代から数十年にわたり、世界最大のダイナマイト生産国は南アフリカ連邦であった。デビアス社は1902年にサマセット・ウェストに工場を設立した。この火薬工場は後にAECI （アフリカ爆薬化学工業）によって運営された。ダイナマイトの需要は主に、ウィットウォーターズランドを中心とする広大な金鉱山からもたらされた。サマセット・ウェストの工場は1903年に操業を開始し、1907年には既に年間34万ケース（1ケース23キログラム（50ポンド））を生産していた。競合するモッダーフォンテインの工場では、年間20万ケースを生産していた。[ 10 ]
1960年代には、サマセット・ウェスト工場で2度の大爆発が発生しました。作業員の中には死者も出ましたが、工場と土塁のモジュール設計、そして爆風を上向きに誘導する植樹によって、人命損失は最小限に抑えられました。モッダーフォンテン工場でも、その後数回の爆発が発生しました。1985年以降、労働組合からの圧力により、AECIはダイナマイトの生産を段階的に廃止せざるを得なくなりました。その後、工場は製造と取り扱いがより安全な硝酸アンモニウムエマルジョン系爆薬の生産に切り替えました。[ 11 ]
アメリカ合衆国
ダイナマイトは、カリフォルニア州サンフランシスコのジャイアント・パウダー・カンパニーによって初めて米国で製造されました。同社の創設者は1867年にノーベルから独占権を取得していました。ジャイアントは最終的にデュポンに買収され、1905年にデュポンによって解散されるまで、デュポンはジャイアントの名でダイナマイトを製造しました。[ 12 ] その後、デュポンは1911年から1912年まで自社名でダイナマイトを製造していましたが、この年に米国巡回裁判所による「パウダー事件」でその爆発物独占が解体されました。この解体により、ヘラクレス・パウダー・カンパニーとアトラス・パウダー・カンパニーという2つの新しい会社が設立され、それぞれ異なる配合のダイナマイトの製造を開始しました。
現在、米国でダイナマイトを製造しているのはダイノ・ノーベル社のみです。ダイナマイトを製造している唯一の工場はミズーリ州カーセージにありますが、ダイナマイトの製造にはダイノ・ノーベル社から原材料を購入し、他の製造業者がダイナマイトや箱に自社のラベルを貼っています。
ダイナマイト以外の爆発物
ダイナマイトとよく呼ばれたり、混同されたりする爆発物には次のようなものがあります。
トリニトロトルエン（TNT）
トリニトロトルエン（TNT）は、20世紀において両爆薬が広く普及していたため、しばしばダイナマイトと同一視（あるいは混同）されることが多い。バッグス・バニーなどのアニメでは、アニメーターがあらゆる種類の爆弾（ダイナマイト棒から黒色火薬樽まで）をTNTと表記していたため、TNTが「爆弾」を意味すると認識するのに読み書きの能力は必要なかった。
どちらも高性能爆薬であること以外に、TNTとダイナマイトに共通点はあまりない。TNTは軍隊が採用した第二世代の鋳造爆薬であるが、対照的にダイナマイトは厳しい条件下で急速に劣化し、火や不意の弾丸によって起爆する可能性があるため、戦争では人気がなかった。ドイツ軍は、主に民間の土木工事を目的とした第一世代の鈍化爆薬であるダイナマイトの発明から約40年後の1902年に、砲弾の充填物としてTNTを採用した。TNTはダイナマイトよりもかなり高価で重量当たりの威力が低く、[ 13 ]また、混合して掘削孔に詰めるのに時間がかかるため、民間の土木工事では人気がなく、広く普及したことはなかった。 TNTの主な利点は、その驚くべき無感覚と安定性である。防水性があり、起爆帽（または共鳴爆発）による極度の衝撃と熱がなければ爆発しない。この安定性により、81℃（178℉）で溶かして高性能爆薬の殻に注ぎ、再凝固させることが可能であり、TNTの特性にさらなる危険や変化を与えることはない。[ 14 ]したがって、米国で生産されたTNTの90％以上は常に軍事市場向けであり、ほとんどのTNTは砲弾、手榴弾、航空爆弾に充填され、残りは戦闘工兵による爆破用爆薬として使用するために茶色の「レンガ」（赤いシリンダーではない）に詰められた。
「エクストラ」ダイナマイト
1885年、アメリカ合衆国の化学者ラッセル・S・ペニマンは「アンモニウムダイナマイト」を発明しました。これは、より高価なニトログリセリンの代替として硝酸アンモニウムを使用した爆薬の一種です。硝酸アンモニウムの化学エネルギーはニトログリセリンの85%しかありません。[ 15 ]
爆発強度は「重量強度」（媒体中の硝酸アンモニウムの量）または「薬莢強度」（特定の密度と粒度の爆薬を一定量使用することで発生する潜在的爆発強度を、同等の密度と粒度の標準爆薬が発生させる爆発強度と比較した値）のいずれかで評価されます。例えば、高性能爆薬65%エクストラダイナマイトの重量強度は、硝酸アンモニウム65%と「ドープ」（安定剤と添加剤を混合した吸収媒体）35%です。「薬莢強度」は、重量（ポンド）に、同量の硝酸アンモニウム（ ANFO）（民間基準）またはTNT（軍用基準）に対する強度を乗じた値です。例えば、65%アンモニウムダイナマイトと薬莢強度20%の場合、ダイナマイトは20% ANFO相当の重量強度を持つことになります。
「軍用ダイナマイト」
「軍用ダイナマイト」（またはM1ダイナマイト）は、ニトログリセリンよりも安定した成分で作られたダイナマイトの代替品です。[ 16 ] RDX 75%、TNT 15%、そして鈍感化剤と可塑剤10%を含みます。市販のダイナマイトの60%に相当する強度しかありませんが、保管と取り扱いははるかに安全です。[ 17 ]
規制
世界中のさまざまな国で爆発物に関する法律が制定されており、爆発物やその原料の製造、流通、保管、使用、保有にはライセンスが必要です。
参照
参考文献
- ^ Liepens, R. (1974). 「非軍事用爆発物の特性」(PDF) .国防技術情報センター. リサーチ・トライアングル研究所、国立技術情報サービス、米国商務省. 2023年12月5日閲覧。
- ^ a b c「アルフレッド・ノーベル – ダイナミット」（スウェーデン語）.スウェーデン国立科学技術博物館. 2017年10月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年10月1日閲覧。
- ^ Schück & Sohlman (1929)、p. 101.
- ^ 1880年11月16日にモースに発行された米国特許234489
- ^「ダイナマイト」. 『アメリカン・ヘリテージ英語辞典（第4版）』. ホートン・ミフリン社. 2003年. 2020年5月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年3月19日閲覧。
- ^「ダイナマイト」。コリンズ英語辞典 完全版・完全完全版。ハーパーコリンズ。2003年 [1991]。2020年5月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年3月19日閲覧。
- ^ a b「オースティン・パウダーガイド、ダイナマイトシリーズ 2ページ目」(PDF) 。 2012年3月21日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2012年6月9日閲覧。
- ^ ChemViews (2012年11月28日). 「145 Years of Dynamite」 . Chemistry Views . ChemViews Magazine. 2017年8月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年5月6日閲覧。
- ^カルロス・ロペス・ヒメノ、エミリオ・ロペス・ヒメノ、フランシスコ・ハビエル・アヤラ・カルセド、岩石の掘削と発破、 Manual de perforación y voladura de rocas (1987)よりイヴォンヌ・ヴィッセル・デ・ラミロ訳、スペインジオマイニング技術研究所 (Instituto Tecnológico Geominero de Espan~a)、Taylor & Francis、ロンドンおよびニューヨーク、1995 年、 ISBN 90-5410-199-7
- ^ “ホーム” .化学関連産業協会. 2020年4月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年5月8日閲覧。
- ^ “Historical Highlights 1980's” . 2006年6月30日. 2006年6月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年6月9日閲覧。
- ^ 「連邦報告書（キーナンバー注釈付き）、第188巻：1911年8月～10月に米国巡回控訴裁判所および巡回・地方裁判所で審理・判決された事件」UNTデジタル図書館。1911年5月8日。2018年3月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年3月30日閲覧。
- ^ J. ケーラー、R. マイヤー、A. ホンブルク: Explosivstoffe。 Zehnte、vollständig überarbeitete Auflage。 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA、ワインハイム 2008、 ISBN 978-3-527-32009-7。
- ^ Gibbs, TR & Popolato, A. LASL爆発特性データ.ロスアラモス国立研究所、ニューメキシコ州.米国エネルギー省、1980年.
- ^ 「FHWA - 地域援助支援センター - 出版物」連邦道路局（FHWA） . 2024年3月31日閲覧。
- ^レドガード、ジャレッド (2007). 『兵士ハンドブック 第1巻：爆発物作戦』ジャレッド・レドガード. ISBN 978-0-615-14794-9. 2022年1月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年12月13日閲覧。
- ^ジョーンズ、ジェフリー（2017年10月19日）。「米海兵隊歩兵学校SOI完全訓練教材」ジェフリー・フランク・ジョーンズ。pp. AM1401-6。
さらに読む
- カートライト, AP (1964). 『ダイナマイト・カンパニー：アフリカン・エクスプローシブズ・アンド・ケミカル・インダストリーズ社の歴史』ケープタウン：パーネル・アンド・サンズ（SA）（Pty）社
- ララビー、アン（2015年）『間違った手：民衆の武器マニュアルと民主社会への歴史的挑戦』ニューヨーク：オックスフォード大学出版局、 38～ 39頁。ISBN 978-0-19-020117-3. OCLC 927145132 .
- シュック、H.、ソールマン、R. (1929). 『アルフレッド・ノーベルの生涯』ロンドン: ウィリアム・ハイネマン社
外部リンク
- アルフレッド・ノーベルのダイナマイト会社
- オレゴン州警察 – 放火・爆発物課（取り扱い説明と写真）
- 米国特許78317、アルフレッド・ノーベル、「改良爆発性化合物」、1868年5月26日公開、1868年5月26日発行 （ダイナマイト米国特許）
- ダイナマイトとTNT：ビデオ周期表（ノッティンガム大学）
