Детонатор как устройство инициирования заряда¶

Детонатор — устройство или вещество, предназначенное для возбуждения детонации (взрывчатого превращения) в заряде взрывчатого вещества (ВВ). Представляет собой элемент инициирующей цепи, преобразующий внешнее воздействие — механическое, электрическое, тепловое или химическое — в ударную волну, достаточную для надёжного запуска основного заряда. Детонаторы применяются в военном деле, горнодобывающей и строительной промышленности, сейсморазведке, а также в пиротехнике и космической технике.

¶Назначение и принцип действия

Основная функция детонатора — создать начальный импульс детонации. Для этого требуется быстрый локальный нагрев или удар, порождающий ударную волну с давлением в десятки тысяч атмосфер. Наиболее чувствительные к внешним воздействиям инициирующие ВВ (гремучая ртуть, азид свинца, тенерес) способны переходить в детонацию от незначительного теплового или механического импульса. Именно они служат первичным звеном цепочки: импульс → первичное ВВ → промежуточный (вторичный) заряд → основной заряд.

Скорость детонации инициирующих веществ достигает 4–6 км/с, что обеспечивает быстрый разгон ударной волны до параметров, необходимых для устойчивого подрыва бризантных ВВ (тротила, гексогена, аммонита).

¶История

Первым инициирующим ВВ стала гремучая ртуть (фульминат ртути), синтезированная в 1799 году Эдвардом Ховардом. В 1807 году шотландский священник Александр Форсайт предложил использовать её в затворных устройствах для охотничьих ружей. В 1814–1816 годах Джошуа Шоу создал первый капсюль-детонатор для огнестрельного оружия, а в 1863 году Альфред Нобель запатентовал капсюль-детонатор для инициирования нитроглицерина, что сделало возможным промышленное применение мощных ВВ. В 1867 году Нобель получил патент на «детонатор Нобеля» — металлический капсюль с гремучей ртутью, ставший прообразом современных средств инициирования. Позднее гремучую ртуть заменили более стойкими азидом свинца и тенересом (стифнатом свинца).

¶Классификация

Детонаторы подразделяют по способу передачи инициирующего импульса и по конструкции.

¶По способу инициирования

• Огневые (капсюли-воспламенители) — срабатывают от луча огня, передаваемого огнепроводным шнуром.
• Механические (ударные) — срабатывают от удара бойка или накола.
• Электрические — срабатывают от электрического импульса (ток, накал мостика).
• Химические — инициируются контактом с агрессивной средой или реагентами.

¶По конструкции

¶Устройство электродетонатора

Типовой электродетонатор включает металлическую или пластиковую гильзу, внутри которой размещены: мостик накаливания (тонкая проволока), капля инициирующего состава, первичный заряд (азид свинца) и вторичный заряд (тенерес или гексоген). При подаче тока мостик нагревается, воспламеняет инициирующий состав, который детонирует и передаёт импульс вторичному заряду. Современные модели снабжаются электронным блоком задержки, обеспечивающим точность срабатывания до миллисекунд.

¶Применение

• Военное дело — взрыватели боеприпасов, мин, инженерных зарядов.
• Горное дело и строительство — взрывные работы при проходке тоннелей, добыче руды, сносе зданий.
• Сейсморазведка — возбуждение упругих волн для изучения недр.
• Космонавтика — пиротехнические устройства разделения ступеней, раскрытия антенн, аварийного сброса.
• Пиротехника — запуск фейерверков и спецэффектов.

В России требования к производству, хранению и применению средств инициирования регулируются федеральными нормами в области промышленной безопасности, а обращение с ними подлежит лицензированию.

¶Безопасность и обращение

Инициирующие ВВ отличаются высокой чувствительностью к трению, удару, нагреву и статическому электричеству. При работе с детонаторами применяются защитные меры: заземление, экранирование, дистанционный подрыв, использование средств индивидуальной защиты. Хранение осуществляется в отдельных складах, транспортировка — с соблюдением специальных правил. Нарушение регламента обращения приводит к тяжёлым травмам и разрушениям, поэтому контроль за оборотом средств инициирования во многих странах, включая Россию, ведётся на государственном уровне.

¶Современные разработки

Развитие направления связано с созданием электронных детонаторов с программируемой задержкой, неэлектрических систем инициирования на основе ударно-волновых трубок, а также «умных» взрывателей с защитой от несанкционированного срабатывания. Ведутся работы по замене токсичных соединений свинца на менее опасные инициирующие составы.

Источники: учебные пособия по взрывному делу и пиротехнике; материалы по истории взрывчатых веществ; нормативные документы по промышленной безопасности; технические описания средств инициирования.