Hvað er TNT og hvernig virkar það?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvað er TNT og hvernig virkar það?
TNT er skammstöfun á efninu 2,4,6-trínítrótolúen en efnabyggingu þess má sjá hér fyrir neðan. TNT er fölgult og lyktarlaust fast efni með bræðslumark 80°C og suðumark 240°C. TNT er best þekkt sem sprengiefni. Það finnst ekki í náttúrunni en var fyrst búið til árið 1863 af þýska efnafræðingnum Julius Wilbrand (1839–1906). Upphaflega var TNT notað sem gult litarefni en sprengieiginleikar þess uppgötvuðust ekki fyrr en um 1890. Síðan þá hefur það verið notað sem sprengiefni víða um heim og þá aðallega í hernaðarskyni. Í hernaði er TNT eitt vinsælasta sprengiefnið enda þolir það hristing og núning vel og hættan á að það springi óvænt er því lítil.

Flest sprengiefni þurfa hvellhettu (e. detonator) til að koma sprengingunni af stað. Sprengiefnin eru nefnilega framleidd með það í huga að auðvelt sé að meðhöndla þau án þess að eiga á hættu að þau springi fyrirvaralaust. Þótt almennt sé notuð hvellhetta til að koma TNT-sprengingu af stað getur efnið sprungið ef það er hitað yfir 240°C. Við sprenginguna sundrast TNT-sameindirnar í margar minni sameindir sem eiga það flestar sameiginlegt að vera á gasformi eins og sjá má á eftirfarandi efnajöfnu:

2 C₇H₅N₃O_{6 (s)} ⟶ 3 N_{2 (g)} + 5 H₂O _(g) + 7 CO _(g) + 7 C _(s)^[1]

Við sprenginguna gerist aðallega þrennt:

• Mikil orka losnar úr læðingi því myndefnin eru mun stöðugri en hvarfefnin; efnahvarfið er sem sagt útvermið.
• Orkan losnar hratt.
• Fyrir hverjar tvær TNT-sameindir á föstu formi myndast 15 sameindir af gasi og taka gastegundirnar um 1.300 sinnum meira rúmmál en fast form efnisins.

Þegar TNT á föstu formi sundrast í gastegundir, losnar mikil orka úr læðingi og um leið verður mikil og hröð þensla á myndefnunum/gasinu. Þessar nýju eindir rekast á gríðarlegum hraða á sameindir andrúmsloftsins og mynda höggbylgju sem breiðist út í allar áttir og ryður frá sér hlutum sem á vegi hennar verða. Þessi snögga myndun mikils gasþrýstings er sem sagt ástæða sprengikrafts TNT og annarra sprengiefna.

Til að setja orkuna úr TNT-sprengjum í samhengi má skoða lista hér. Þar sést til dæmis að 41.840 kJ (kílójúl) af orku losna þegar 10 kg af TNT springa. Sú orka jafngildir 11,62 kWh (kílóvattstundir) sem samsvarar daglegri rafmagnsnotkun á meðalstóru heimili á Íslandi.

Á síðunni er einnig að finna töflu sem sýnir afstæða/hlutfallslega virkni (e. relative effectiveness) fjölmargra sprengiefna, það er að segja hversu mikinn eyðileggingarmátt efnin hafa miðað við TNT. Þessa töflu er hægt að nota til að reikna út hversu mikið minna eða meira af efnunum þarf að nota miðað við TNT til að sprengja eitthvað. Sem dæmi er dínamít (inniheldur nítróglycerín sem sprengiefni) 1,25 sinnum öflugra sprengiefni en TNT og hreint nítroglycerín er 1,54 sinnum öflugra. Ef það þarf 1 kg af TNT til að sprengja upp bíl þá þarf 0,8 kg af dínamíti eða 0,65 kg af nítróglyceríni til sama verks. Þó að sprengiáhrif ammóníumnítrats séu einungis 0,32 sinnum áhrifin af TNT þá getur ammóníumnítrat verið afar skaðlegt eins og hægt er að lesa um í svarinu Hvað er áburðarsprengja?

Tilvísun:

1. ^ Í efnajöfnunni stendur s fyrir fast efni (e. solid) og g fyrir gas.

Heimildir og myndir:

• TNT - Wikipedia.
• Technical Fact Sheet – 2,4,6-Trinitrotoluene (TNT) - EPA.
• Trinitrotoluene.svg - Wikimedia Commons. (Sótt 24.3.2022).
• Trinitrotoluen.JPG - Wikimedia Commons. (Sótt 24.3.2022).

...