一个多世纪以来,TNT一直是战争的首选炸药。自1891年军队发现其爆炸能力后,它就成为“炸药之王”。以至于人们表述核武器威力、火山喷发和其他爆炸事件时,也采用TNT爆炸当量作为标准。
不过,TNT的“炸药之王”荣誉,未来可能易主。目前,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和陆军研究实验室,正在测试一种名为双恶二唑的新物质。研究这种新物质的炸药化学家大卫·查韦斯说,它的威力大约是TNT的1.5倍,“陆军总是希望提高炸药的性能,想要更猛烈的爆炸,TNT虽然已经很好,但我们想做得更好”。
1965年,在“水手帽”行动中,500吨TNT炸药爆炸后在水面上出现白浪,空中出现凝结云
TNT是三硝基甲苯的缩写,是由碳、氢、氮和氧组成的。从成分组成看,双恶二唑与TNT并没有很大不同,它也是由碳、氢、氮和氧组成的。然而,双恶二唑的生产过程更清洁,同时爆炸威力更猛。双恶二唑中额外的氮能增加了分子密度,这样所有的燃料都可以转移到反应中产生能量,意味着带来更大的爆炸威力。
制造TNT炸药时,需要将蒸汽加热到80摄氏度(TNT炸药块的熔点),将TNT块融化,然后把融化了的炸药块倒入模具和外壳中。因为TNT必须达到240摄氏度才会引爆,所以这一制造过程是相对安全的。
然而,TNT生产的其他方面却存在缺陷。查韦斯认为,制造TNT会产生相当大的污染,比如TNT硝化后会产生一种叫“红水”的液体,TNT被隔离时还需要用水清洗,清洗后的废水会对环境造成污染。
这些废料进入土壤,就会污染地下水资源,生产TNT过程中产生的蒸气还会带来了另一种风险,通过空气对操作人员健康造成影响。此外,TNT通常还会与其他化学物质混合,形成新的化合物。部分化合物会被用作炸药额外的氧化剂,来增强炸弹的爆炸威力。但在战场上,这可能会给部队带来额外的风险,因为爆炸后这些化合物将释放更多的污染物到空气中。
衡量爆炸威力的参数有两个,一种是爆速,另一种是爆压。通过化学模型法测得的结果是,双恶二唑的爆震压力为29.4千兆赫,爆震速度约为8.18公里/秒,而TNT炸药的爆震压力约为26千兆赫和7.8千兆赫/秒。
对双恶二唑的研究发现,是美军在火炮技术上的一个飞跃性成果,这一成果既可使炸药的制造过程更加清洁,还能提高了炸药的爆炸威力。当然,目前这种新炸药仅在实验室中小批量生产,最多25克,生产规模扩大并进行更广泛的测试后才能运用于武器装备。
一般来说,从发现新的化学能武器到生产新武器,所需时间从5年到10年不等。如果五角大楼优先考虑提高弹药性能的话,我们可能很快就会在战场上看到双恶二唑——这种威力极强的新式炸药。(作者署名:兵说)
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