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不感性弾薬は、深刻だが起こり得る事故の代表的な刺激に耐えられるように設計された弾薬である。現在の刺激の範囲は、衝撃（弾丸、破片、成形炸薬の噴射による）、熱（火災または隣接する熱イベントによる）、および隣接する爆発弾薬である。弾薬の脆弱性は、脆弱性を低減するエネルギー材料、設計上の特徴、パッケージへの追加または変更など、単独または組み合わせて使用されるいくつかの手段によって低減できる。[1]弾薬は、許容可能なパラメータ内で終末効果と性能を維持しなければならない。
説明
不感応弾（IM）は、急速または低速加熱、銃弾、榴散弾、成形炸薬、または近くにある別の弾薬の爆発にさらされた場合にのみ燃焼します（爆発ではありません）。この用語は弾頭、爆弾、ロケット モーターを指しますが、各国の軍隊によって定義が異なる場合があります。
「事故とそれに伴う人命の損失、材料の修理と交換のコスト、作戦準備と能力への損害のため、米国では不感応弾（IM）の改良が法律で義務付けられている」[2]
鈍感な弾薬を設計する際には、3 つのアプローチが取られます。まず、高エネルギー装置は、何らかの外部保護で保護および輸送できます。一部の弾薬輸送コンテナは、何らかの保護と断熱を提供するように設計されています。次に、高エネルギー充填物の化学的性質は、たとえばプラスチック結合爆薬を使用することで、より高い安定性を提供するように選択されます。最後に、高エネルギー装置のケースは、火災時に 排気またはその他の形式の圧力緩和を可能にするように設計できます。
上記の 3 つのアプローチ以外にも、IM を設計する際には、低速および高速のクックオフ、共鳴爆発、弾丸および破片の衝突、成形炸薬ジェットの衝突など、他の脅威にも対処する必要があります。これらの脅威に対処するために潜在的な IM 候補に要求される広範なテストには、非常にコストがかかります。テスト コストを削減するために、弾丸および破片の衝突の脅威をシミュレートするモデリング プログラムが設計されています。米国国防総省のエンジニアや科学者が IM のパフォーマンスを向上させるために採用している最も有望な方法の 1 つは、高度なマルチフィジックスモデリング プログラムを使用することです。[2] また、低速および高速のクックオフの脅威をシミュレートする 2D 数値コードの開発も進行中です。[3]
非感応性高性能爆薬
不感性弾薬には、ほとんどの場合、トリアミノトリニトロベンゼン ( TATB ) やさまざまな不感性爆発物混合物、または反応性物質に似たプラスチック/ポリマー結合爆薬などの耐火性、耐衝撃性不感性高性能爆薬 (IHE)が充填されています。特に TATB は、一般的な破片が当たったり、火災で燃えたりしても爆発しません。
非感応性弾薬爆薬（ IMX-101 ）と呼ばれる新しい非感応性爆薬が、トリニトロトルエン（TNT）の代替品として米陸軍によって認定・承認された。IMX-101は「従来のTNTと同じ殺傷力を持ちながら、輸送中に落下、射撃、路傍爆弾が当たっても爆発する可能性がはるかに低い」と言われている。[4]この非感応性爆薬は、陸軍と海兵隊が現在使用している大口径の発射体の中で、より安全な代替品であることがテストされ、証明されている。
その他の鈍感高性能爆薬としては、ニトログアニジン、1,1-ジアミノ-2,2-ジニトロエチレン（FOX-7）、4,10-ジニトロ-2,6,8,12-テトラオキサ-4,10-ジアザテトラシクロ[5.5.0.0 5,9 .0 3,11 ]-ドデカン（TEX）などがある。[5]
IHE では、多くの場合、アミノ基とニトロ基が同じ分子内に結合されます。
米国エネルギー省（DOE）と国家原子力安全局では、IHEという用語は非常に特別な意味を持っています。実際、DOEの定義によれば、爆発物または爆発性混合物（例：プラスチック結合爆薬）は、DOE技術基準「爆発安全性」に記載されている厳格な試験および認定基準を満たさなければ、IHEとは言えません。[6]
起源
1966年のパロマレスB-52墜落事故と1968年のチューレ空軍基地B-52墜落事故の後、事故調査官は核兵器に使われた高性能爆薬が衝突時に爆発したのではないかと懸念を表明した。航空機事故に伴う力に耐えられるほど安定した爆薬を見つける努力が開始された。 [7] ローレンス・リバモア国立研究所は「スーザンテスト」を開発した。これは、試験用発射体の金属表面の間に爆発物を挟み込むことで航空機事故をシミュレートするように設計された標準テストである。この装置を使った実験の後、ロスアラモス国立研究所は米国の核兵器に使用するために、より安全な新しいタイプの爆薬、非感応高性能爆薬（IHE）を開発した。[8]
IHE爆薬は毎秒1,500フィート（460メートル）の衝撃に耐えることができるが、従来のHE爆薬は毎秒100フィート（30メートル）でしか爆発しない。[9]
核兵器への使用
1979年以来、アメリカ軍は核兵器に非感応性高性能爆薬を使用することができ、1991年までに同国の核兵器備蓄の25%に非感応性高性能爆薬が使用されていた。[10]現代のアメリカの核兵器のほとんど、そして少なくともイギリスの核兵器は、非感応性弾薬設計を使用して製造されている。これらはほぼ例外なくTATB プラスチック結合爆薬（LX-17-0およびPBX-9502）である。重量と体積が要因となるミサイルや核砲弾には、従来型高性能爆薬が今でも使用されている（重量当たりの非感応性高性能爆薬のエネルギーはHEの3分の2しかないため、同じ効果を得るにはより多くの爆薬が必要となる）。[10]
参照
参考文献
- ^ “shrapnel”. 2011年10月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年4月6日閲覧。
- ^ ab DeFisher, S.; Pfau, D.; Dyka, C. (2010). 「Insensitive Munitions Modeling Improvement Efforts」（PDF） 。 2012年3月7日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2011年4月6日閲覧。
- ^ Aydemir, E.; Ulas, A. (2011). 「2次元形状における閉じ込められた爆発物の熱起爆に関する数値的研究」。Journal of Hazardous Materials。186 ( 1 ): 396–400。Bibcode :2011JHzM..186..396A。doi :10.1016/j.jhazmat.2010.11.015。PMID 21130568 。
- ^ 「陸軍、TNTに代わるより安全な爆発物を承認」。アメリカ陸軍。2010年8月11日。2016年10月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年10月4日閲覧。
- ^ Koch, E.-C.、「TEX - 4,10-ジニトロ-2,6,8,12-テトラオキサ-4,10-ジアザテトラシクロ[5.5.0.05,9.03,11] -ドデカン」、推進剤、爆発物、花火 2015、40 2015-05-15 にWayback Machineでアーカイブ
- ^ ガルシア、トーマス。「爆発物の安全性 - DOE技術基準プログラム」。www.standards.doe.gov 。 2023年8月16日閲覧。
- ^ ズカス、ジョナス A.; ウォルターズ、ウィリアム P. (2002)。爆発効果と応用。シュプリンガー。pp. 305–307。ISBN 978-0-387-95558-2。
- ^ ブッシュ、ネイサン E. (2004)。終わりは見えない。ケンタッキー大学出版局。pp. 50–51。ISBN 978-0-8131-2323-3. 2017年9月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年1月25日閲覧。
- ^ ドレル、シドニー・デイビッド（2007年）。核兵器、科学者、そして冷戦後の課題。ワールド・サイエンティフィック。pp. 147–150。ISBN 978-981-256-896-0。
- ^ ab 「安全とはどの程度安全なのか？」。Bulletin of the Atomic Scientists。1991年4月。pp. 34–40。2014年7月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年1月25日閲覧。
外部リンク
- レイ・ボーリガード著『無感応弾の歴史』
- グローバルセキュリティ