폭발물

기계적 폭발물과 핵 폭발물 등도 있지만 화학적 폭발물이 가장 널리 사용된다.

폭약

기계적 폭발은 압축공기를 용기에 너무 많이 넣는 경우와 같이 물리적 반응에 의해 일어난다. 핵폭발이란 스스로 지속하는 핵반응이 일어나는 것으로 가장 위력적이지만 군사무기에만 사용되며 산업용으로 사용할 경우 핵반응을 조절하여 유용하게 사용할 수 있는지 여부에 관한 연구와 실험이 이루어지고 있다.

중요한 화학적 폭발물에는 흑색화약·니트로글리세린·다이너마이트·트리니트로톨루엔(TNT) 등이 있다.

화학적 폭발물은 기체·액체·고체의 모든 상태로 만들 수 있으나 액체상태와 고체상태가 일반적으로 폭발성이 크다. 화학적 폭발물에는 작열성 고성능 폭발물과 폭연성 저폭발물의 2가지 종류가 있다. 다이너마이트 같은 작열성 폭발물은 급격히 분해되어 높은 압력을 만들어내는 반면, 폭연성 폭발물은 빠르게 연소되지만 상당히 낮은 압력을 만들어낸다.

또한 작열성 폭발물은 1차 기폭제와 2차 기폭제로 나누어진다. 1차 기폭제는 불이 붙으면 폭발한다. 예를 들어 충격을 가해 불꽃이나 열을 발생시키면 폭발한다. 반면에 2차 폭발물은 기폭제가 따로 필요하다.

최초의 화학적 폭발물은 1,000년 전쯤 중국에서 발명된 흑색화약인데, 이것은 초석(질산칼륨)·황·목탄을 섞은 혼합물로 원래 군사용으로만 사용되었다. 17세기가 되어서야 비로소 산업용으로 사용했다. 흑색화약을 폭발시키기 위해서는 불꽃이나 강한 열로 점화해야 한다.

처음에 사용한 퓨즈는 가늘고 길게 늘어뜨린 화약이 칠해져 있는 도화선 또는 짚으로 만든 조악한 심지나 화약을 뿌려 놓은 인화성 물질 등이었다. 흑색화약의 뒤를 이어 니트로글리세린과 다이너마이트가 주요폭발물로 등장했다.

1846년 이탈리아의 화학자 아스카니오 소브레로가 니트로글리세린을 발견했으며, 1867년 스웨덴의 과학자 알프레드 노벨이 다이너마이트를 발명했다. 초기에 사용한 다이너마이트는 75％의 니트로글리세린과 25％의 규조토(다이너마이트를 조작하기 쉽고 사용하기에 안전하게 해주는 다공성 흡착제)로 이루어져 있다.

1875년 노벨은 콜로디온형의 질산화 면(綿)을 니트로글리세린에 용해시켜 젤리 형태로 만든 젤라틴 다이너마이트를 고안했다. 이것은 고성능 다이너마이트보다 폭발력과 안정성이 크다는 사실이 입증되었다. 후에 다이너마이트에 질산암모늄을 사용함으로써 다이너마이트를 보다 안전하게 하고 제조 단가를 낮추었다. 다른 화학적 폭발물들이 지난 200년 동안 개발되었으나 상업적으로 그다지 많이 사용되지는 않았다.

염소산염과 과염소산염, 스프렌겔 폭발물 LOX로 알려져 있는 액체산소 폭발물, 니트로전분으로 만드는 폭발물, 니트라몬과 니트라멕스로 만드는 폭발물, 그리고 나중에 개발된 폭발물에는 질산암모늄-연료유의 혼합물과 물겔이 있다.

폭발물의 역사에서 2가지 중요한 발전은 안전 도화선의 발명과 뇌관이다. 1831년 영국인 윌리엄 빅퍼드는 안전 도화선을 고안했는데, 이 안전 도화선은 속에 흑색 화약을 넣고 천으로 감은 끈으로, 이를 사용해 처음으로 안전하고 정확한 시간에 폭발시키는 것이 가능해졌다.

1865년 노벨은 뇌관을 발명해 폭발하기 쉬운 니트로글리세린을 안전하게 다룰 수 있게 되었으며 산업용으로 널리 사용되었다. 19세기말에 전기점화법이 개발되면서 보다 정확하게 점화시간을 조절할 수 있게 되었다. TNT는 20세기에 군사용 폭발물로 가장 널리 사용되었다. 1905년 러일전쟁 때 처음으로 사용된 TNT는 그후에 일어난 전쟁에도 가장 흔한 폭발물로 사용되어 왔다. 또다른 군사용 폭발물로는 피크르산과 피크르산암모늄 등이 중요하다.