חומר נפץ

חומר נפץ הוא חומר המסוגל לעבור תהליך אקסותרמי מהיר המלווה בשחרור אנרגיה רבה ויוצר אפקט של פיצוץ. וזאת, כתוצאה מפעולת הצתה כלשהי. בזמן התהליך, החומר משנה את צורתו ממוצק או מנוזל לגז. בדרך כלל מכיל חומר הנפץ אלמנט הקולט חמצן מרכיב אחר בחומר הנפץ המשמש כאלמנט מחמצן, אך קיימים גם תהליכים אחרים בעלי מאפיינים דומים. תהליך זה קרוי התפוצצות. התהליך יוצר חום רב, אור, ותוצרי לוואי גזיים בדומה לאש. כאשר פיצוץ חומר הנפץ מתבצע במקום סגור, כגון בתוך תרמיל של כדור רובה, הרי שכל הגזים שנוצרו בפיצוץ, מרוכזים בנפח הקטן ששימש קודם לכן את חומר הנפץ בצורתו הגולמית. לגזים אלו אנרגיה גבוהה, המתבטאת בלחץ גבוה מאוד. התפשטות הגזים הללו יכולה לגרום לפעולות שונות, החל מאפקט פיצוץ ועד לשיגורם של קליעים ופגזים. חומר נפץ המוצת בקלות מכונה רגיש (כגון ניטרוגליצרין), או מוצת בקושי רב ואז מכונה אדיש (כגון TNT).

חומרי הנפץ משמשים ברובם במישור הצבאי, באמצעי לחימה שונים המבוססים על אנרגיה קינטית. אך ניתן למצוא אותם גם במישור האזרחי, למשל בעבודות מסוימות בהנדסה אזרחית, כגון חציבה בהר סִלעי והריסה מהירה של מבנים.

סיווג

ישנם שני סוגים עיקרים של חומרי נפץ:

חומר נפץ הודף (חנ"ה) (באנגלית: Propellants) משמש למטרות הדיפה בסוגי תחמושת שונים. חומרים אלו הם בחלקם חומרי נפץ חלשים כגון הניטרוצלולוזה ובחלקם אינם חומרי נפץ כלל כמו אבק השרפה השחור. אבק השרפה השחור מורכב מדלק ומחמצן ואינו מסוגל לעבור תהליך ניפוץ כמו חומרי הנפץ המרסקים. תהליך הפעולה של שני סוגי ההודפים מוגדר כבעירה (דפלרגציה), ולהצתתו נדרש חום או אש גלויה. בעת הבעירה משתחררים גזים רבים ואנרגיה רבה, אך נשארות שאריות מוצקות. תהליך הבעירה הוא איטי ו"נע" לאורך החומר במהירויות של מספר בודד של סנטימטרים לשנייה עד ל-400 מטרים לשנייה. מכאן נובע גם השימוש בו כמנגנון השהייה פשוט. באבקות הדיפה הגזים מתפשטים בכיוון ההפוך מכיוון הבעירה, דבר המאפשר יצירת טילים מאבקות בעירה.
חומר נפץ מרסק (חנ"מ) (באנגלית: High Explosive) משמש למטרות חבלה והריסה במטרות מוגדרות. תהליך פעולתו מוגדר כניפוץ (דטונציה). תהליך הניפוץ אינו תהליך שרפה הכולל תגובה בין דלק ומחמצן אלא פירוק מהיר ביותר של מולקולה יחידה בלתי יציבה המכילה בתוכה את האטומים האופייניים לתרכובות דלק ולתרכובות מחמצן גם יחד. חומר נפץ מרסק לא משאיר אחריו שאריות מוצקות וגל הניפוץ שלו נע במהירויות שנמדדות בכמה קילומטרים לשנייה. בחומרי נפץ מרסקים, להבדיל מאבקות הדיפה, הגזים נפלטים לכיוון הבעירה של חומר הנפץ, אשר מעבירה גל ניפוץ (גל דטונציה) בחומר.

רגישות

חומרי נפץ מסווגים גם לפי מידת הרגישות שלהם ל"גירוי" חיצוני על מנת לפעול:

רגיש: חומר נפץ שיכול לפעול מניצוץ, חום, אש או אפילו מכה חזקה.
אדיש: חומר נפץ הדורש גל ניפוץ כדי לפעול בעצמו, או טמפרטורות גבוהות במיוחד (1000+ צלזיוס). אם מוצת, חומר נפץ אדיש עשוי לבעור ללא פיצוץ כלל.
מאיץ: חומר נפץ בעל רגישות בינונית המשמש בדרך כלל כ"מתווך" בין חומר נפץ רגיש לחומר נפץ אדיש.

חומרי נפץ הודפים הם לרוב רגישים, וחומרי נפץ מרסקים הם בדרך כלל אדישים, אבל זה לא מחייב. לעיתים, החומר העיקרי במטען חבלה או פצצה הוא חומר נפץ אדיש, וכדי לקבל את גל הניפוץ הראשוני שגורם לו להתפוצץ משתמשים בחומר נפץ רגיש.

חומרי נפץ ידועים

חומרי נפץ הודפים

אבק שרפה שחור מורכב מחנקת אשלגן, גפרית ופחם והוא חומר הנפץ הראשון שהתגלה לאדם. קיים גם אבק שרפה על בסיס ניטרוצלולוזה.
ניטרוצלולוזה היא צלולוזה (תאית) שעברה ניטרציה.
אבקת פלאש מורכבת מאבקת מתכת בעלת ערך קלורי גבוה, כמו אלומיניום או מגנזיום, ומחמצן חזק, כמו אשלגן חנקתי.
תערובת ארמסטרונג תערובת פירוטכנית נפיצה בשימוש בנפצים.

חומרי נפץ מרסקים

TATP הוא תגובה של אצטון, מי חמצן וחומצת מלח. TATP הוא חומר נפץ רגיש.
MEKP הוא תגובה של מתיל אתיל קטון עם מי חמצן וחומצת מלח. MEKP הוא חומר נפץ רגיש.
HMTD הוא תגובה של הקסמין, חומצה ציטירית ומי חמצן. HMTD הוא חומר נפץ רגיש.
אוריאה חנקתית היא אוריאה (שתנן) שעברה ניטרציה. אוריאה חנקתית היא חומר נפץ אדיש.
TNT הוא טולואן שעבר ניטרציה וחימום. TNT הוא חומר נפץ אדיש.
ניטרוגליצרין הוא גליצרין שעבר ניטרציה. ניטרוגליצרין הוא חומר נפץ רגיש. ניתן לייצבו על ידי הפיכתו לדינמיט.
C-4 חומר נפץ פלסטי - המורכב מחומר הנפץ RDX עם מאגדים פלסטיים עמידים במיוחד.
PETN - פנטאריטריטול טטרניטרט, חומר נפץ תקני הנחשב לרב עצמה.
סמטקס - חומר נפץ פלסטי רב עצמה שפותח בצ'כוסלובקיה.
נובל 808 - חומר נפץ פלסטי.

ראו גם

לקריאה נוספת

חומרי נפץ, הדף ופירוטכניקה , מאת לוי שגיב, הוצאת קרוננברג ספרות מקצועית, תל אביב.
בחינת הצורך בייצור חנ"מ כחול-לבן בראי מלחמות העבר בעולם, הוצאת מערכות, יולי 2020

קישורים חיצוניים

מיזמי קרן ויקימדיה
ערך מילוני בוויקימילון: חמר נפץ
טקסט בוויקיטקסט: חוק חומרי נפץ
תמונות ומדיה בוויקישיתוף: חומר נפץ