水ジェル爆薬

水ゲル爆薬は、酸化剤として作用する硝酸アンモニウム水溶液からなる燃料感応性爆薬 混合物である。^[1]キャップ非感応性 水ゲルは、米国の安全規制では爆破剤と呼ばれている。水ゲル爆薬はゼリー状の粘稠度を持ち、両側がホッチキスで留められたソーセージ状の包装で提供される。^[2]

水ゲル爆薬はダイナマイトをほぼ完全に置き換え、^[要出典]最も多く使用される民間爆破剤となった。

水ゲルには通常、さまざまな成分が含まれています。ゲル化剤（増粘剤とも呼ばれる）が含まれており、ゲルの粘度を調整して、簡単に注ぎやすいゲルから硬い固体まで変化させます。 ポリビニルアルコール、グアーガム、デキストランガム、尿素ホルムアルデヒド樹脂が一般的なゲル化剤です。特にグアーは、水ゲル爆薬の水性部分に使用されるゲル化剤です。^[3]水ゲルの主成分はメチルアミン硝酸塩です。メチルアミン硝酸塩は、メチルアミンを硝酸で中和して形成される塩です。^[4]水ゲル爆薬は、硝酸アンモニウム、硝酸カルシウム、アルミニウム、エチレングリコール、TNT からも作られています。これらの成分の割合は、水ゲルの望ましい爆発性によって異なります。^[5]

水ゲル爆薬は、ニトロパラフィン（通常はニトロメタン）を塩水溶液およびゲル化剤と混合して製造されます。これらのニトロパラフィンは、通常、水ゲル爆薬の大部分を構成します。水ゲル爆薬の製造には、さまざまな種類のゲル化剤が使用されます。ゲル化剤の 1 つは水に溶けませんが、ニトロメタンとゲル化できます。ニトロメタンに使用されるゲルは、ガラクトマンナンガムの誘導体であるシアノエチルエーテルです。他のゲル化剤は水溶性で、塩水溶液に使用されます。前述のように、水溶性ガムやゲル改質剤（グアーなど）は、水溶液のゲル化に使用できます。塩水溶液とニトロパラフィンがゲル化したら、混合物全体を合わせて、目的の粘稠度になるまで混ぜます。この爆薬が非常によく機能する理由の 1 つは、ニトロパラフィンの不溶性です。水ゲルの有効性は、塩溶液中の塩の分散度に依存します。粒子は、溶液全体によく分散できるように、非常に小さくて細かい必要があります。一般的に使用される塩には、硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウムなどがあります。爆薬の起爆性を高めるには、爆薬の感度を高める必要があります。感度を高めるにはさまざまな手法があります。アルミニウムやその他の粉末金属は、水ゲルの感度を高めるのに役立ちますが、感度を高めることは、爆薬がより燃えやすくなることも意味します。^[6]粉末金属は、溶液全体に均一に混ざらないため、爆薬の感度を高めるのに完全に効果的であるとは証明されていません。また、保管時間が長くなると感度が低下します。ニトロベンゼンや液体ニトロトルエンなどの液体の非自己爆発性増感剤も、懸濁状態に保つのが難しいため、うまく機能していません。液体脂肪族一硝酸塩は、水ゲルによく混合すると感作剤として非常に効果的に作用することが分かっています。^[7]

水ゲル爆薬は毒性が低く、ダイナマイトよりも製造、輸送、保管の危険性が低い傾向がある。 ^[8]水ゲルは従来の爆薬よりも安価である。比較的安全で使いやすいため、鉱業でよく使用される。^[9]さまざまな状況で使用するために、さまざまな種類の水ゲル爆薬があります。1つのタイプである小径スラリー爆薬は、石炭のアンダーカット、ミッドカット、デピラーリングエリアでの爆破に特に使用できます。ダイナマイトなどのニトログリセリンベースの爆薬よりも有害な煙が少ないため、好ましいです。^[10]非常に強度の高いデタゲルは、鉱業活動に使用される小径水ゲル爆薬の具体的な例です。^[要出典]

水ゲル爆薬は、大きな薬莢に装填するのがはるかに簡単なため、薬莢爆薬としてよく使用されます。水ゲル爆薬では、スラリー材料を薬莢に注ぐだけで済みます。従来の爆薬は、薬莢に鋳込まれます。このプロセスは手間がかかり、爆薬が収縮し始めて複数の空隙が生じる可能性があります。^[要出典]スラリーの最後の利点は、非爆発性成分の形で保管し、必要に応じて現場で製造される爆薬に感作できることです。爆薬は、ガス、金属粉末、またはTNT、RDX、HMX、PETNなどの別の爆薬を追加することで感作できます。水ゲル爆薬内の水は、大量のアルミニウムを追加することで反応物に変換されます。