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爆発とは、一定量の物質の体積が急速に膨張し、極度の外向きのエネルギー放出を伴う現象であり、通常は高温の発生と高圧ガスの放出を伴います。爆発は、通常は力強くない緩やかな膨張によっても発生することがあります。膨張が妨げられると、内部の物質が膨張しようとして圧力が高まり、膨張を囲んでいるものが破壊され、物質が勢いよく膨張します。その例として、マグマ溜まりの中でマグマが地表に上昇する際に膨張することによって発生する火山噴火が挙げられます。高爆薬によって発生する超音速爆発は爆轟と呼ばれ、衝撃波によって伝わります。低爆薬によって発生する亜音速爆発は、爆燃と呼ばれる緩やかな燃焼プロセスによって発生します。
爆発が起こるためには、物質が急速かつ強力に膨張する必要がある。これは、火山噴火や、衝突現象のように2つの物体が非常に高速で衝突するなど、自然現象と人工現象の両方で起こり得る。
爆発的な火山噴火は、マグマが下から上昇する際に発生します。マグマには溶解したガスが含まれています。マグマが上昇するにつれて圧力が低下すると、ガスが溶液から泡となって噴出し、体積が急速に増加しますが、マグマ溜まりの大きさは変わりません。これにより圧力が蓄積され、最終的に爆発的な噴火につながります。爆発は、地球外の宇宙でも、超新星爆発や、より一般的には恒星フレアなどの現象で発生することがあります。人間も、爆発物を使用したり、核分裂や核融合を起こしたりして、核兵器のように爆発を起こすことができます。ユーカリの森の山火事では、樹冠の揮発性油が突然燃え上がるため、爆発が頻繁に発生します。 [ 1 ]
宇宙で知られている最大の爆発の中には、ある種の恒星の寿命の終わりに起こる超新星爆発があります。太陽フレアは、太陽でよく見られる、はるかにエネルギーの低い爆発の一例であり、おそらく他のほとんどの恒星でも起こっていると考えられます。太陽フレア活動のエネルギー源は、太陽の導電性プラズマの回転によって生じる磁力線の絡み合いです。もう1つの大きな天体爆発は、流星体や小惑星が惑星などの他の天体の表面に衝突したり、その大気中で爆発したりするときに起こります。これは、2つの天体が互いに非常に高速で移動しているために起こります（地球に衝突する天体の場合、最低でも毎秒11.2キロメートル（7.0マイル/秒）[ 3 ]）。たとえば、 1908年のツングースカ大爆発は、流星の空中爆発が原因と考えられています。[ 4 ]
ブラックホールの合体は、おそらく連星ブラックホール系が関与しており、重力波の形で、ほんの一瞬のうちに太陽質量の何倍ものエネルギーを宇宙に放射することができる。これは、近くの物体に通常のエネルギーと破壊力を伝達することができるが、広大な宇宙では近くの物体はまれである。[ 5 ] 2019年5月21日に観測された重力波GW190521は、約100ミリ秒の合体信号を生成し、その間に重力エネルギーの形で太陽質量の9倍のエネルギーを放射したと推定されている。
最も一般的な人工爆発物は化学爆発物であり、通常は大量の高温ガスを発生させる急速かつ激しい酸化反応を伴います。火薬は最初に発明され、実用化された爆発物です。化学爆発技術におけるその他の注目すべき初期の発展としては、1865年のフレデリック・オーガスタス・アベルによるニトロセルロースの開発と、 1866年のアルフレッド・ノーベルによるダイナマイトの発明が挙げられます。化学爆発（意図的なものと偶発的なもの両方）は、酸素が存在する状況下で電気火花や炎によって引き起こされることがよくあります。偶発的な爆発は、燃料タンクやロケットエンジンなどで発生する可能性があります。
爆発を引き起こす化学反応は、一般的に単分子分解反応か多分子酸化還元反応のいずれかである。[ 6 ]
大電流による電気的故障は、高エネルギーのアーク放電を引き起こし、金属や絶縁材を急速に蒸発させることで「電気爆発」を引き起こす可能性があります。このアークフラッシュの危険性は、通電中の開閉装置で作業する人にとって危険です。超強力電磁石内部の過剰な磁気圧力は、磁気爆発を引き起こす可能性があります。
化学反応や核反応とは異なり、純粋に物理的なプロセスである爆発。例えば、密閉された容器や部分的に密閉された容器が内部圧力によって破裂する現象は、爆発と呼ばれることが多い。例としては、過熱したボイラーや、火の中に投げ込まれた缶詰の豆などが挙げられる。
沸騰液膨張蒸気爆発は、加圧された液体が入った容器が破裂し、液体が蒸発して体積が急激に増加する際に発生する機械的爆発の一種です。容器の内容物がその後化学爆発を引き起こす可能性があり、その影響は、火災中のプロパンタンクのように、はるかに深刻なものになる場合があります。このような場合、タンクの破損による機械的爆発の影響に加えて、放出された（最初は液体で、その後ほぼ瞬時に気体となる）プロパンが着火源の存在下で爆発することによる影響も加わります。そのため、緊急対応要員は、この2つの事象を区別することがよくあります。
恒星核爆発に加え、核兵器とは、核分裂、あるいは核分裂と核融合の組み合わせによって破壊力を発揮する爆発性兵器の一種である。そのため、たとえ出力の小さい核兵器であっても、現在入手可能な最大の通常爆薬よりもはるかに強力であり、たった1発で都市全体を完全に破壊する能力を持つ。
爆発力は、爆薬の表面に対して垂直な方向に放出されます。手榴弾が爆発時に空中にある場合、爆発の方向は360°になります。一方、成形炸薬では、爆発力が局所的に集中してより大きな爆発を引き起こします。成形炸薬は、軍隊がドアや壁を破壊するためによく使用されます。
爆発反応と通常の燃焼反応を区別するのは、反応速度です。反応が非常に速く起こらない限り、熱膨張ガスは媒体中に適度に拡散し、大きな圧力差は生じず、爆発は起こりません。例えば、暖炉で薪が燃える場合、確かに熱が発生しガスが生成されますが、どちらも急激に大きな圧力差を生み出し、爆発を引き起こすほど速く放出されることはありません。これは、ゆっくりとエネルギーを放出する電池と、カメラのフラッシュなどに使われるフラッシュコンデンサのように、エネルギーを一気に放出するコンデンサの違いに例えることができます。
ほとんどの爆発性化学反応では、大量の熱が発生します。例外はエントロピー爆発物と呼ばれ、アセトンペルオキシドなどの有機過酸化物が含まれます。[ 7 ]ほとんどの爆発性反応の気体生成物が膨張して高圧を発生させるのは、熱の急速な放出が原因です。放出されたガスのこの急速な高圧発生が爆発を構成します。熱の放出が不十分な速度では爆発は発生しません。たとえば、単位質量の石炭は単位質量のニトログリセリンの5倍の熱を発生させますが、石炭は（石炭粉の形を除いて）爆発物として使用できません。これは、石炭が熱を発生させる速度が非常に遅いためです。実際、燃焼速度が遅い物質（つまり、緩慢燃焼）は、急速に爆発する爆発物（つまり、急速燃焼）よりも多くの総熱を発生させる可能性があります。前者の場合、緩やかな燃焼では、燃焼物質の内部エネルギー（すなわち化学ポテンシャル）の多くが周囲に放出される熱に変換されますが、後者の場合、急速な燃焼（すなわち爆轟）では、内部エネルギーの多くが周囲への仕事に変換されます（つまり、熱に変換される内部エネルギーは少なくなります）。なお、熱と仕事（熱力学）はエネルギーの等価な形態です。このトピックについてより詳しく知りたい場合は、「燃焼熱」を参照してください。
化学化合物が構成元素から形成される際、熱は吸収または放出される。この変化の際に吸収または放出される熱量を生成熱と呼ぶ。爆発反応で見られる固体および気体の生成熱は、25℃の温度と大気圧で測定されており 、通常はキロジュール/グラム分子の単位で表される。正の値は、化合物が構成元素から形成される際に熱が吸収されることを示し、このような反応は吸熱反応と呼ばれる。爆発技術においては、発熱性物質、すなわち正味の熱放出があり、生成熱が負の値である物質のみが対象となる。反応熱は、定圧条件または定容条件のいずれかで測定される。この反応熱こそが、「爆発熱」として適切に表現できるものである。
化学爆薬とは、熱や衝撃が加わると極めて速やかに分解または再配列し、大量のガスと熱を発生させる化合物または混合物のことである。通常、爆薬に分類されない多くの物質も、これらの性質のうち1つ、あるいは2つを示すことがある。
爆発性物質のごく一部に衝撃、熱、または触媒（爆発性化学反応の場合）を加えることで反応を開始できるものでなければならない。最初の3つの条件を満たしている物質であっても、必要な時に反応を起こさせることができなければ、爆発物として認められない。
破片化とは、高性能爆薬の爆発の結果として粒子が蓄積され、飛散する現象です。破片は、構造物の一部（ガラス、構造材の破片、屋根材など）、露出した地層や地表付近の様々な地質構造（緩んだ岩石、土壌、砂など）、爆薬を包むケーシング、および爆発の衝撃波で蒸発しなかったその他の様々な緩んだ物体などから発生する可能性があります。高速で低角度の破片は、数百メートルも飛散し、周囲の他の高性能爆薬を起爆させたり、人員を負傷または死亡させたり、車両や構造物を損傷させたりするのに十分なエネルギーを持つことがあります。
航空宇宙工学では、「急速な予定外/計画外の分解」という用語は、航空機や宇宙船の爆発を婉曲的に表現するユーモラスな言い回しとして使われる。2015年にイーロン・マスクが、着陸直前に制御不能になったファルコン9ロケットの第1段着陸機構の故障後にこの用語を使用した。 [ 8 ]
古典ラテン語のexplōdō は、「下手な役者を舞台から追い出す」、「騒ぎを起こして役者を舞台から追い出す」という意味で、ex-（「外へ」）+ plaudō（「拍手する、喝采する」）から成ります。現代の意味は後に発展しました。[ 9 ]
英語で：