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黒色火薬代替品とは、主に前装式銃器で使用される黒色火薬（火薬）の代替品です。代替品は、爆発物としての感度が低い、推進剤としての効率が高い、密度が異なる、着火効率が低いなど、火薬とは若干異なる特性を持つ場合があります。そのため、代替品は火薬とは異なる規制の対象となります。
黒色火薬は最初に発明された爆発物であり、何世紀にもわたって世界中の銃器の主要な推進剤でした。しかし、現代では、無煙火薬が最も一般的な銃器の推進剤として黒色火薬に取って代わりました。それでも、黒色火薬は、無煙火薬の発明以前の歴史的な武器、例えば前装式銃など、特定の種類の銃器で使用され続けています。黒色火薬代替品は、法律上は「無煙推進剤」に分類されますが、主にそのような銃器で使用するために、黒色火薬と同様の爆発力を提供するように設計された推進剤です。[ 1 ] [ 2 ]
米国では、多くの州が鹿狩りシーズンのうち前装式銃器のみが使用できる期間に黒色火薬または「同等の」黒色火薬代替品の使用を義務付けており、多くの州はこの期間中の無煙火薬の使用を完全に禁止している。[ 3 ]
ホッジドンのパイロデックスは、黒色火薬の広く入手可能な代替品です。パイロデックスは黒色火薬よりも着火しにくく、単位質量あたりのエネルギーは黒色火薬よりも多いですが、密度は低くなっています。そのため、黒色火薬と体積比1:1で置き換えられることがよくあります。[ 4 ]パイロデックスは黒色火薬（硝酸カリウム、木炭、硫黄からなる）[ 5 ]と組成が似ていますが、他のいくつかの化合物も含まれています。[ 6 ] [ 7 ]
パイロデックスは、黒色火薬よりも燃焼が遅く、最大圧力が低いものの、同じ量の仕事とより高い弾速を提供します。[ 8 ] [ 9 ]歴史的な武器の射撃によく使用されます。[ 8 ]元々は、RS（ライフル/ショットガン）とP（ピストル）の2つの粒度のバラ火薬として入手可能でした。RS（ライフル/ショットガン）は、Fg（最も粗い）からFFFFg（最も細かい）粒度スケールでFFg黒色火薬に相当し、P（ピストル）はFFFg黒色火薬に相当します。パイロデックスは、黒色火薬よりも安全性と効率（火薬1ポンドあたりのショット数）が向上していますが、パイロデックスは腐食性があり、黒色火薬と同様に汚れが付着します。したがって、パイロデックスを使用した場合は、黒色火薬の汚れに使用したのと同じクリーニング手順を使用する必要があります。
ホッジドン社は、過塩素酸カリウムと3-ニトロ安息香酸を含む硫黄を含まない黒色火薬代替品「トリプルセブン」と「ブラックマグ3」も製造している。[ 10 ]これらはどちらも黒色火薬よりも質量あたりのエネルギーが高く、より高い速度と圧力を生み出すことができる。トリプルセブンは黒色火薬の体積代替品であり、速度が高いため、装薬量を15%減らすことが推奨されている。[ 11 ]この場合燃焼される炭素系燃料は、木炭ではなく糖類である。
グレインとは、英語圏の国々で弾丸、黒色火薬、無煙火薬の重量を測る伝統的な単位です。これは、手詰めに使用される秤で測られる単位です。一般的に、弾丸は1グレイン刻み、火薬は0.1グレイン刻みで測られます。[ 12 ] 1ポンドは7,000グレインです。
黒色火薬代替品は、黒色火薬と体積で等価になるように配合されており、質量で等価（重量で等価）になるようには配合されていません。[ 13 ]黒色火薬代替品は、黒色火薬との密度の違いから、秤でグレイン単位で測定するのではなく、体積測定法で測定されます。たとえば、前装式ライフルで使用するのに適した「60グレイン相当」の黒色火薬代替品を測定するには、60グレインの黒色火薬の質量の体積に等しい体積の黒色火薬相当品を生成する体積測定器を使用します。たとえば、一般的な黒色火薬代替品であるPyrodexは黒色火薬よりも密度が低いため、秤で60グレインのPyrodexの質量を重量で測定すると、約30パーセントの過負荷になります。
体積の等価性は、従来体積測定法を用いて装填されてきた前装式銃器の装填において利点となる。しかし、黒色火薬の代わりに黒色火薬代替品を用いて手詰め装填で黒色火薬カートリッジを製造する場合、カートリッジの装填時に重量で測定するのが一般的であるため（換算表は公表されている）、これが問題となる。
黒色火薬代替品の安全性が向上すると、着火感度が低下することがよくあります。特にフリントロック式銃では、火皿で使用するために非常に感度が高く、粒度の細かい火薬が必要であり、黒色火薬は代替品よりもフリントロック式銃や従来のキャップロック式銃でより確実に作動する傾向があります。現代のインライン式前装銃は、従来の設計よりも強力な着火力を発揮するため、炎に敏感でない代替品でも信頼性が向上します。さらに、インライン式および従来のキャップロック式銃の両方において、黒色火薬代替品と併用する場合、従来黒色火薬で使用されていた#11パーカッションキャップの代わりに、マグナムパーカッションキャップの使用が推奨されることがよくあります。これは、最高の着火信頼性を実現するためです。
高出力ロケットの回収システム用射出装薬として使用する場合、黒色火薬代替品は、完全燃焼と十分な射出圧力の発生を確保するために、より厳密な密閉が必要となる。これは、射出装薬容器に電気テープを2～3層巻き付けてから取り付けることで実現できる。
黒色火薬代替品は、より厳格な黒色火薬規制ではなく、無煙火薬規制に基づいて米国内の州間通商において輸送および保管することができる。その結果、黒色火薬代替品は従来の黒色火薬よりも入手しやすくなっている。
2024年7月以前は、PyrodexはUN0161に分類されていたため、2014年爆発物規制の免除を受けており、英国で購入または保管する際に証明書は不要でした。また、輸送にはRCA（受領権限のある当局）文書も必要ありませんでした。[ 14 ]
2024年、Pyrodexの製造元は製品の分類を変更し、以前認められていた免除が適用されなくなり、UN0499およびUN0501をカバーする爆発物証明書がないと購入および所持できなくなりました。[ 15 ]また、黒色火薬と同様に、適切な距離と内部容積を備えた施錠可能な木箱に保管する必要があります。[ 16 ]
再分類前に購入され、以前の UN0161 番号を持つ Pyrodex を証明書なしで所持できるかどうかについては意見が分かれており、一部のイギリスの警察は証明書が必要だと考えている一方、他の組織は異なる立場をとっており、適用される UN 分類は製品が製造および包装されたときに適用されていたものであると考えている。[ 15 ]
第二に、パイロデックスは黒色火薬よりも密度が低いため、1ポンドあたりの発射回数が多くなります。