C-4 (explosive)

C-4
Blocks of C-4 cut to size during a demo training session, showing the white plastic explosive material
Type	High-yield chemical explosive
Place of origin	United States
Service history
Used by	United States
Wars	Vietnam War War on Terror 2022 Russian invasion of Ukraine
Production history
Designed	1956
Produced	1956–current
Variants	PE-4, M112
Specifications (M112)
Mass	1.25 lb (0.57 kg)[1]
Length	11 in (28 cm)[1]
Width	2 in (5.1 cm)[1]
Height	1.5 in (3.8 cm)[1]
Filling	RDX
Filling weight	91%
Detonation mechanism	PETN-based detonating cord
Blast yield	High

C-4 or Composition C-4 is a common variety of the plastic explosive family known as Composition C, which uses RDX as its explosive agent. C-4 is composed of explosives, plastic binder, plasticizer to make it malleable, and usually a marker or odorizing taggant chemical. C-4 has a texture similar to modelling clay and can be molded into any desired shape. C-4 is relatively insensitive and can be detonated only by the shock wave from a detonator or blasting cap.

A similar British plastic explosive, also based on RDX but with a plasticizer different from that used in Composition C-4, is known as PE-4 (Plastic Explosive No. 4).

C-4 is a member of the Composition C family of chemical explosives. Variants have different proportions and plasticisers and include compositions C-2, C-3, and C-4.^[3] The original RDX-based material was developed by the British during World War II and redeveloped as Composition C when introduced to the U.S. military. It was replaced by Composition C-2 around 1943 and later redeveloped around 1944 as Composition C-3. The toxicity of C-3 was reduced, the concentration of RDX was increased, giving it improved safety during usage and storage. Research on a replacement for C-3 was begun prior to 1950, but the new material, C-4, did not begin pilot production until 1956.^[4]: 125 C-4 was submitted for patent as "Solid Propellant and a Process for its Preparation" March 31, 1958, by the Phillips Petroleum Company.^[5]

アメリカ軍が使用する組成物C-4には、91%のRDX（「研究部門爆発物」、爆発性ニトロアミン）と、可塑剤としてのジオクチルセバケート（DOS）またはジオクチルアジペート（DOA）の混合物（爆発物の可塑性を高めるため）が結合し、結合剤としてのポリイソブチレン（合成ゴムであるPIB）2.1%で増粘され、1.6%の鉱油（「プロセスオイル」と呼ばれることが多い）が含まれています。民間用のC-4の製造には、「プロセスオイル」の代わりに低粘度モーターオイルが使用されています。^[6]

英国の PE4 は、88.0% RDX、1.0% ペンタエリスリトールジオレエート、および 11.0% DG-29リチウムグリース(2.2%ステアリン酸リチウムおよび 8.8% 鉱油BPに相当) を結合剤として含んでいます。また、タグガント (2,3-ジメチル-2,3-ジニトロブタン、DMDNB ) がプラスチック爆薬の重量の最低 0.10%、通常は 1.0% の量で添加されます。新しい PE7 は、88.0% RDX、1.0% DMDNB タグガント、および 11.0% の低分子量ヒドロキシル末端ポリブタジエンからなる結合剤、さらに酸化防止剤と長期保管による結合剤の硬化を防ぐ剤を含んでいます。 PE8 は、86.5% の RDX、1.0% の DMDNB タグガント、および高分子量ポリイソブチレンで増粘されたジ (2-エチルヘキシル) セバケートからなるバインダー 12.5% で構成されています。

陸軍省によるComposition C-4の技術データは以下の通りである。^[7]

C-4は、上記の成分を溶媒に溶かした結合剤と組み合わせることで製造される。成分を混合したら、乾燥と濾過によって溶媒を抽出する。最終的な材料は、汚れた白から薄茶色の固体で、粘土に似たパテのような質感で、モーターオイルの独特の匂いがする。^{[7] [8] [9]}使用目的や製造元によって、C-4の成分は異なる。例えば、1990年の米国陸軍技術マニュアルでは、クラスIVの成分C-4は、89.9±1%のRDX、10±1%のポリイソブチレン、および90%のクロム酸鉛と10%のランプブラックからなる染料0.2±0.02%で構成されると規定されている。^[7] RDXクラスA、B、E、およびHはすべてC-4での使用に適している。クラスは粒度によって測定される。^[10]

組成物C-4の製造工程では、湿ったRDXとプラスチックバインダーをステンレス製の混合釜で添加することが規定されています。これは水性スラリーコーティングプロセスと呼ばれます。^[11]釜を回転させて均一な混合物を得ます。この混合物は湿っているため、乾燥トレイに移した後乾燥させる必要があります。余分な水分を除去するために、50℃～60℃で16時間強制空気乾燥することが推奨されます。^{[7] ：198}

米軍用に生産されたC-4、商用C-4（これも米国で生産されている）、英国産PE-4はそれぞれ独自の特性を持っており、同一ではありません。飛行時間型二次イオン質量分析法とX線光電子分光法の分析技術は、異なるC-4源の有限の違いを区別できることが実証されています。化学的、形態学的構造的違い、原子濃度の変化は検出可能で定義可能です。^[12]

C-4は非常に安定しており、ほとんどの物理的衝撃には鈍感です。C-4は銃撃や硬い表面に落としても爆発しません。火をつけたり、マイクロ波にさらしても爆発しません。[ 13 ^]爆発は衝撃波によってのみ開始され、例えば雷管が挿入されて点火されたときなどに起こります。^[8] 爆発すると、C-4は急速に分解して窒素、水、二酸化炭素やその他のガスを放出します。^[8]爆発は8,092 m/s（26,550 ft/s）の爆発速度で進行します。 ^[14]

C-4の主な利点は、爆発の方向を変えるために、任意の形状に簡単に成形できることです。^{[8] [15]} C-4は高い切断能力を持っています。例えば、36センチメートル（14インチ）の深さのIビームを完全に切断するには、薄いシートに適切に塗布した場合、680〜910グラム（1.50〜2.01ポンド）のC-4が必要です。^[16]

軍用グレードのC-4は、一般的にM112爆破ブロックとして包装されている。爆破用装薬M112は、組成C-4の長方形のブロックで、約2×1.5インチ（51 mm×38 mm）、長さ11インチ（280 mm）、重さ1.25ポンド（570 g）である。^{[1] [17]} M112は、片面に感圧粘着テープが付いた、時にはオリーブ色のマイラーフィルム容器に包まれている。 ^{[18] [19]}

C-4 の M112 爆破ブロックは、通常、M183「爆破装薬アセンブリ」に製造され、^[17]軍用キャリングケース M85 内に 16 個の M112 ブロック爆破装薬と 4 個の起爆アセンブリが収納されています。M183 は、障害物を突破したり、大きな構造物を破壊したりする場合に、より大きな爆発物袋詰め装薬が必要となるときに使用されます。各起爆アセンブリには、起爆コード クリップで組み立てられ、両端にブースターが取り付けられた 5 フィートまたは 20 フィート (1.5 または 6.1 メートル) の長さの起爆コードが含まれています。装薬が爆発すると、爆薬は圧縮ガスに変換されます。ガスは衝撃波の形で圧力をかけ、切断、破壊、またはクレーター形成によってターゲットを破壊します。^[1]

その他の形態としては地雷除去用の線状爆薬やM18A1クレイモア地雷などがある。^[11]

組成物 C-4 は、米国陸軍の危険物成分安全データシートのシート番号 00077 に記載されている。^{[20] : 323}米軍が実施した衝撃テストでは、組成物 C-4 は組成物 C-3 よりも感度が低く、かなり鈍感であることが示された。この鈍感さは、組成物に大量の結合剤を使用していることに起因している。「ライフル弾テスト」と呼ばれるテストで、C-4 を含むバイアルに一連の発砲が行われた。バイアルの 20% のみが燃え、爆発したものはなかった。C-4 は陸軍の常温での弾丸衝撃テストと破片衝撃テストに合格したが、衝撃刺激テスト、共鳴爆発テスト、成形炸薬ジェットテストには合格しなかった。^[11]追加のテストとして「振り子摩擦テスト」が行われ、5 秒間の爆発温度が 263 °C ～ 290 °C と測定された。必要とされる最小起爆剤は、アジ化鉛0.2グラムまたはテトリル0.1グラムである。100℃の加熱試験の結果は、最初の48時間で0.13%の損失、次の48時間で損失なし、100時間で爆発なしであった。100℃での真空安定性試験では、40時間で0.2立方センチメートルのガスが発生した。組成物C-4は本質的に非吸湿性である。^[7]

C-4の衝撃感度はニトラミン粒子の大きさに関係しています。粒子が細かいほど、衝撃を吸収して抑制するのに役立ちます。RDXの代替品として、3-ニトロトリアゾール-5-オン（NTO）、または1,3,5-トリアミノ-2,4,6-トリニトロベンゼン（TATB）（2つの粒子サイズ（5μm、40μm）で利用可能）を使用すると、熱、衝撃、および衝撃/摩擦刺激に対する安定性も向上します。ただし、TATBは費用対効果が低く、NTOは製造プロセスでの使用がより困難です。^[11]

C-4 は摂取すると人体に有毒な影響を及ぼす。数時間以内に多発性全身発作、嘔吐、精神活動の変化が起こる。^[21]中枢神経機能障害との強い関連が観察されている。 ^[22]摂取した場合、患者には毒素の一部を吸着する活性炭が投与され、発作が治まるまでハロペリドールが筋肉内投与され、ジアゼパムが静脈内投与される。しかし、少量の C-4 を摂取しても長期的な障害を引き起こすことは知られていない。^[23]

C-4がDMNBなどの標識剤でマークされている場合は、爆発する前に爆発性蒸気検出器で検出できます。^[24] C-4の特定には、さまざまな爆発性残留分析方法が使用できます。これには、未反応の爆発物に対する光学顕微鏡検査と走査型電子顕微鏡、化学スポットテスト、薄層クロマトグラフィー、X線結晶構造解析、および爆発性化学反応の生成物に対する赤外分光法が含まれます。C-4の小さな粒子は、チモール結晶と数滴の硫酸を混ぜることで簡単に識別できます。少量のエチルアルコールを加えると、混合物はバラ色になります。^[25]

RDX は高い複屈折性があり、C-4 によく含まれる他の成分は一般に等方性です。そのため、法医学チームは、この化合物に最近接触した可能性のある個人の指先に微量の残留物を検出すること ができます。ただし、陽性結果は非常にばらつきがあり、RDX の質量は 1.7 ～ 130 ngの範囲にあるため、各分析は拡大装置を使用して個別に処理する必要があります。指紋の顕微鏡分析から得られた交差偏光画像は、粒子のコントラストを向上させるためにグレースケールしきい値処理^[26]を使用して分析されます。次に、コントラストを反転して、暗い RDX 粒子を明るい背景に対して表示します。RDX 粒子の相対的な数と位置は、1 回の接触痕跡後に残された一連の 50 個の指紋から測定されました。^[27]

軍用および商業用のC-4は、異なる油と混合されています。高温ガスクロマトグラフィー質量分析法でこの油を分析することで、これらの供給源を区別することができます。油と可塑剤は、通常、ペンタンなどの非極性有機溶媒を使用してC-4サンプルから分離し、次にシリカ上で可塑剤を固相抽出する必要があります。この分析方法は、製造のばらつきや流通方法によって制限されます。^[6]

ベトナム戦争時代の米兵は、主爆薬で爆発させない限り燃えてしまうC-4を少量、食料を温める燃料として使うことがあった。^[8]しかし、C-4を燃やすと有毒な煙が発生するため、兵士たちはプラスチック爆薬を使用する際に人身事故を起こす危険性について警告されている。^[28]

ベトナムの野戦部隊の間では、少量のC-4を摂取するとエタノールと同様の「ハイ」な状態になることが常識となった。 ^{[23] [21]また、}クレイモア鉱山から採取されることが多いC-4を摂取して一時的な病気を誘発し、病気休暇を取らせようとする者もいた。^[29]

テロリストグループは、世界中でテロ行為や反乱、国内テロ、国家テロに C-4 を使用しています。

1985年5月13日、フィラデルフィア市警察はC-4爆弾をMOVE組織の本部に投下し^[30]、5人の子供を含む11人が死亡し、2つの街区の61軒の家が全焼した。

アルカイダの伝統的な爆発物訓練カリキュラムでは、C-4成分の使用が推奨されている。 ^[9] 2000年10月、同グループはC-4を使用してUSSコールを攻撃し、17人の船員を殺害した。^[31] 1996年、サウジアラビアのヒズボラのテロリストはC-4を使用してサウジアラビアの米軍住宅団地であるコバールタワーを爆破した。^{[32] C-4成分は、}イラクの反政府勢力による即席爆発装置にも使用されている。^[9]

• 
  爆発に備えてC-4ブロックに爆薬キャップを挿入する
• 
  包装された C-4 にタグが付いているということは、検出を容易にするためにタグが付けられていることを意味します。タグが使用されていない場合でも、高度な法医学的手段を使用して C-4 の存在を特定することができます。
• 
  不発砲部品（シリンダー）を破壊するために使用されている C-4 爆薬ブロック（下）に爆薬キャップを挿入する
• 
  複数のC-4棒から組み立てられた爆破装置

ウィキメディア・コモンズには、 C-4 爆薬に関連するメディアがあります。

• HowStuffWorks の記事 アーカイブ
• 元祖アナキストの料理本第137章 ジョリー・ロジャーによる「C-4爆薬からのRDXの再生」
• 爆発物および関連アイテムの百科事典 第 3 巻 (アーカイブ)
• 軍用爆発物 TM 9-1300-214アーカイブ
• American Ordnance M112 解体ブロック データシート アーカイブ
• アメリカンオードナンスM183デモリッションチャージデータシートアーカイブ
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• Accurate Energetic Systems M112 解体ブロック データシート アーカイブ