Elmi baxış: Beyrutdakı partlayışın xüsusiyyətləri

2024 Müəllif: Seth Attwood | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-16 15:57

Xəbər resurslarının ilk sətirlərini götürən Beyrutda baş verən nəhəng partlayışla bağlı faciəvi xəbər təbii suallar doğurur: bu necə baş verə bilərdi, orada nələr partladı, hansı amillərə görə belə hadisələr baş verə bilər? Bunu anlamaq üçün ammonium nitratın xüsusiyyətlərinə və onunla əlaqəli təhlükələrə daha yaxından nəzər salaq.

Beyrutda baş verənlər

Bir sözlə, vəziyyət belə görünür: altı il əvvəl Rhosus gəmisi Beyrut dəniz limanına planlaşdırılmamış təmir üçün daxil olub. O, Xabarovskdan olan İqor Qreçuşkinin şirkətinə məxsus idi. Liman rəhbərliyi təhlükəsizlik sistemlərində və yük sənədlərindəki çatışmazlıqlar səbəbindən gəmini buraxmayıb. Tədricən komanda Rhosus-u tərk etdi və onun 2750 ton ammonium nitratdan ibarət yükü limandakı anbara köçürüldü və sonrakı altı il ərzində orada saxlanıldı. Saxlama şəraiti kifayət qədər etibarlı olmadığı üçün həmin yükə girişi məhdudlaşdırmaq məqsədilə anbarda qaynaq işləri aparılıb, təhlükəsizliyi düzgün təşkil olunmadığından həmin anbarda saxlanılan pirotexniki vasitələr sonradan alışıb.

Yanma və atəşfəşanlıqla dəstəklənən yanğın başladı. Bir müddət sonra saxlanılan ammonium nitrat partladı. Bu partlayışdan yaranan şok dalğası Beyrutun ətraf ərazilərinə böyük dağıdıcı təsir göstərdi: bu gün 130-dan çox insan həlak olub və bina və tikililərin dağıntıları sökülən zaman getdikcə daha çox cəsəd aşkar edildiyi üçün onların sayı artmaqda davam edir. Beş mindən çox insan yaralanıb.

Kanopus-V peyki tərəfindən kosmosdan çəkilmiş fotoşəkillər. Yuxarıdakı şəkil 4 Noyabr 2019-cu il tarixinə, aşağıdakı foto isə partlayışdan bir gün sonradır. / © Roskosmos.ru

Çox sayda ev müxtəlif dərəcələrdə zədələndi, dağıntılar Beyrutdakı binaların yarısına təsir etdi, 300 minə yaxın sakin evsiz qaldı. Livanın paytaxtının qubernatoru Mərvan Abboudun sözlərinə görə, partlayış nəticəsində dəyən ziyan 3-5 milyard dollar arasında qiymətləndirilir. Faciədən əvvəl və sonra Beyrut limanının kosmosdan çəkilmiş şəkilləri bütün liman ərazisi ətrafında davamlı dağıntı sahəsini göstərir. Livanda üç günlük matəm elan edilib.

Ammonium nitrat nədir

Ammonium nitrat və ya ammonium nitrat azot turşusunun ammonium duzudur, NH₄NO₃ kimyəvi formulasına malikdir və üç kimyəvi elementdən - azot, hidrogen və oksigendən ibarətdir. Bitkilər tərəfindən asanlıqla mənimsənilən formada yüksək azot tərkibi (çəkisinin təxminən üçdə biri) ammonium nitratı kənd təsərrüfatında effektiv azot gübrəsi kimi geniş istifadə etməyə imkan verir.

Beləliklə, ammonium nitrat həm təmiz formada, həm də digər kompleks gübrələrin bir hissəsi kimi istifadə olunur. Dünyada istehsal olunan selitranın əsas hissəsi məhz bu tutumda istifadə olunur. Fiziki cəhətdən ammonium nitrat müxtəlif ölçülü qranullar şəklində sənaye şəklində ağ kristal bir maddədir.

Hiqroskopikdir, yəni atmosferdən nəmi yaxşı udur; saxlama zamanı tortlaşmaya, böyük sıx kütlələrin əmələ gəlməsinə meyllidir. Buna görə də, o, bərk toplu kütlə şəklində deyil, boşaldılması çətin olan böyük tortlu kütlələrin əmələ gəlməsinə imkan verməyən sıx və davamlı torbalarda saxlanılır və daşınır.

Sənaye partlayıcı maddələrin bir hissəsi kimi ammonium nitratdan istifadə edərək açıq mədənlərdə partlayış əməliyyatları / ©Flickr.com.

Ammonium nitrat güclü oksidləşdirici maddədir. Onun molekulunu təşkil edən üç oksigen atomu kütlənin 60 faizini təşkil edir. Başqa sözlə, ammonium nitrat oksigenin yarıdan çoxunu təşkil edir və qızdırıldıqda molekulundan asanlıqla ayrılır. Nitratın termal parçalanması iki əsas formada baş verir: 200 dərəcədən aşağı temperaturda azot oksidinə və suya parçalanır və təxminən 350 dərəcə və daha yüksək temperaturda su ilə eyni vaxtda sərbəst azot və sərbəst oksigen əmələ gəlir. Bu, ammonium nitratı güclü oksidləşdiricilər kateqoriyasına ayırır və oksidləşdirici maddə tələb edən müxtəlif partlayıcı maddələrin istehsalında istifadəsini əvvəlcədən müəyyənləşdirir.

Ammonium nitrat - sənaye partlayıcılarının tərkib hissəsi

Ammonium nitrat sənaye partlayıcılarının bir çox növlərinə daxildir və bunda, əsasən dağ-mədən sənayesində geniş istifadə olunur. İnsan hələ də qayaları məhv etmək üçün partlayışdan daha təsirli bir şey icad etməyib. Buna görə də, onlarla demək olar ki, hər hansı bir iş partlayışa əsaslanır: mədənlərdə mədənçilikdən tutmuş açıq kəsiklərə və karxanalara qədər.

Mədən sənayesi çox böyük miqdarda partlayıcı istehlak edir və hər bir dağ-mədən müəssisəsi və ya kömür mədənində həmişə böyük miqdarda istehlak edilən partlayıcı maddələrin istehsalı üçün öz zavodu var. Ammonium nitratın nisbi ucuzluğu ondan müxtəlif sənaye partlayıcılarının kütləvi istehsalı üçün istifadə etməyə imkan verir.

Və burada biz ammonium nitrat tərəfindən partlayıcı sistemlərin əmələ gəlməsinin heyrətamiz genişliyini qeyd edə bilərik. Nitratı sözün əsl mənasında hər hansı yanan maddə ilə qarışdırmaqla, partlayıcı sistem əldə edə bilərsiniz. Nitratın adi alüminium tozu ilə qarışıqları ammonalları əmələ gətirir, buna görə də AMMONİUM nitrat - ALÜMİNYUM adlanır. Ammonal kütləsinin 80%-ni ammonium nitrat təşkil edir. Ammonallar çox təsirlidir, süxurları partlatmağı yaxşı bacarırlar, müəyyən növlərə qaya ammonalları deyilir.

Mədən Əməliyyatları zamanı güclü partlayış / © Flickr.com.

Əgər nitratı dizel yanacağı ilə hopdurarsanız, başqa bir sinif sənaye partlayıcısı - SSRİ Elmlər Akademiyasının Mədən İnstitutunun, Dağ-mədən İnstitutunun adını daşıyan iqdanitlər alırsınız. Selitra, bitki yağından tutmuş mazuta qədər praktiki olaraq hər hansı yanan maye ilə hopdurulmuş halda partlayıcı qarışıqlar əmələ gətirməyə qadirdir. Nitrat əsaslı partlayıcı maddələrin digər sinifləri müxtəlif partlayıcı maddələrin əlavələrindən istifadə edir: məsələn, ammonitlər (bunlar təkcə sefalopodların qalıqları deyil) tərkibində TNT və ya RDX var. Saf formada ammonium nitrat da partlayıcıdır və partlaya bilər. Amma onun partlaması sənaye və ya hərbi partlayıcıların partlamasından fərqlidir. Tam olaraq nə? Detonasiyanın nə olduğunu və adi yanmadan nə ilə fərqləndiyini qısaca xatırlayaq.

Detonasiya nədir

Yanan maddələrdə yanma reaksiyalarının başlaması üçün yanacaq və oksidləşdiricinin atomları sərbəst buraxılmalı və aralarında kimyəvi bağlar yaranana qədər bir-birinə yaxınlaşmalıdır. Onları içərisində olduqları molekullardan azad etmək bu molekulları məhv etmək deməkdir: bu, molekulların parçalanma temperaturuna qədər qızdırılmasını təmin edir. Və eyni istilik yanacaq və oksidləşdiricinin atomlarını bir araya gətirir, onlar arasında kimyəvi bir əlaqə meydana gətirir - kimyəvi reaksiya.

Normal yanmada - deflagration adlanır - reaktivlər alov cəbhəsindən normal istilik ötürülməsi ilə qızdırılır. Alov yanan maddənin təbəqələrini qızdırır və bu istiliyin təsiri altında kimyəvi yanma reaksiyaları başlamazdan əvvəl maddələr parçalanır. Partlayış mexanizmi fərqlidir. Orada yüksək dərəcədə mexaniki sıxılma səbəbindən maddə kimyəvi reaksiyalar başlamazdan əvvəl qızdırılır - bildiyiniz kimi, güclü sıxılma zamanı maddə qızdırılır.

Belə sıxılma partlayıcının partlayıcı parçasından keçən bir şok dalğası verir (və ya sadəcə olaraq, maye, qaz qarışığı və ya çoxfazalı sistem partlayırsa: məsələn, havada kömür asma). Zərbə dalğası maddəni sıxır və qızdırır, böyük miqdarda istilik buraxmaqla orada kimyəvi reaksiyalara səbəb olur və özü birbaşa ona buraxılan bu reaksiya enerjisi ilə qidalanır.

Və burada detonasiya sürəti çox vacibdir - yəni maddədən keçən zərbə dalğasının sürəti. Nə qədər böyükdürsə, partlayıcı, partlayıcı hərəkət bir o qədər güclüdür. Sənaye və hərbi partlayıcı maddələr üçün partlama sürəti saniyədə bir neçə kilometrdir - ammonallar və ammonitlər üçün təxminən 5 km/san və TNT üçün 6-7 km/san-dan RDX üçün 8 km/san və HMX üçün 9 km/san. Partlama nə qədər sürətli olarsa, zərbə dalğasında enerji sıxlığı nə qədər yüksək olarsa, partlayıcı parçasının hüdudlarını tərk etdikdə onun dağıdıcı təsiri bir o qədər güclü olar.

Zərbə dalğası materialdakı səs sürətini aşırsa, onu parçalara ayırır - buna partlayış hərəkəti deyilir. Məhz qumbaranın, mərminin və bombanın gövdəsini parçalara ayıran, partlayıcılarla dolu quyu və ya quyunun ətrafındakı qayaları əzməkdir.

Partlayıcı maddə parçasından uzaqlaşdıqca zərbə dalğasının gücü və sürəti azalır və müəyyən qısa məsafədən o, artıq ətrafdakı maddəni əzə bilmir, öz təzyiqi ilə ona təsir edə bilir, itələyir, əzə bilir, dağılır, atılır, atmaq. Belə sıxma, əzmə və atma hərəkətlərinə yüksək partlayıcı deyilir.

Nitratın partlamasının xüsusiyyətləri

Partlayıcı maddələr əmələ gətirən heç bir qatqısı olmayan sənaye ammonium nitrat da, yuxarıda qeyd etdiyimiz kimi, partlaya bilər. Onun partlama sürəti sənaye partlayıcılarından fərqli olaraq nisbətən aşağıdır: təxminən 1,5-2,5 km/san. Partlama sürətinin yayılması bir çox amillərdən asılıdır: selitranın hansı qranullar şəklində olması, onların nə qədər sıx sıxıldığı, selitranın cari nəmliyi və bir çox başqa amillər.

Buna görə də, selitra partlama hərəkəti yaratmır - ətrafdakı materialları əzmir. Lakin nitratın partlamasının yüksək partlayıcı təsiri olduqca hiss olunur. Və müəyyən bir partlamanın gücü onun miqdarından asılıdır. Böyük partlayıcı kütlələrlə partlayışın yüksək partlayıcı təsiri istənilən səviyyədə dağıdıcılığa çata bilər.

Beyrutdakı partlayışdan sonra / © "Lenta.ru"

Partlayışdan danışarkən daha bir vacib məqamı qeyd edirik - onun necə başladığını. Həqiqətən, partlayıcıdan bir şok sıxılma dalğasının keçməsi üçün onu bir şəkildə işə salmalı, bir şeylə yaradılmalıdır. Sadəcə olaraq partlayıcı parçanın alışması partlamağa başlamaq üçün lazım olan mexaniki sıxılmanı təmin etmir.

Beləliklə, kibritlə atəşə qoyulmuş kiçik TNT parçalarında çayı bir fincanda qaynatmaq olduqca mümkündür - onlar xarakterik bir səslə yanır, bəzən siqaret çəkirlər, lakin səssizcə və partlamadan yanırlar. (Təsvir çay hazırlamaq üçün tövsiyə deyil! Parçalar böyük və ya çirklənmiş olarsa, bu, hələ də təhlükəlidir.) Partlamağı işə salmaq üçün bir detonator lazımdır - partlayıcı maddələrin əsas gövdəsinə xüsusi partlayıcı yüklü kiçik bir cihaz. Əsas yükə sıx şəkildə daxil edilmiş bir detonatorun partlaması şok dalğası və içərisində partlama yaradır.

Partlayışa nə səbəb ola bilərdi

Partlayış özbaşına baş verə bilərmi? Bəlkə: adi yanma, bu yanmanın intensivliyinin artması ilə sürətləndirildikdə detonasiyaya çevrilməyə qadirdir. Hidrogenlə oksigen qarışığını - partlayıcı qazı alovlandırsanız, o, sakitcə yanmağa başlayacaq, lakin alov cəbhəsi sürətləndikcə yanma detonasiyaya çevriləcək.

Həcmli partlayış üçün sursatlarda istifadə olunan hər cür süspansiyonlar və aerozollar kimi çoxfazalı qaz sistemlərinin yanması tez bir zamanda detonasiyaya çevrilir. Mühərrikdəki təzyiq dizayndan kənar bir şəkildə sürətlə yüksəlməyə başlayarsa, yanacağın yanması da detonasiyaya çevrilə bilər. Təzyiqin artması, yanmanın sürətlənməsi - bunlar adi yanmadan detonasiyaya keçid üçün ilkin şərtlərdir.

Həmçinin, yanma katalizatorları müxtəlif əlavələr, çirkləndiricilər, çirklər ola bilər - daha doğrusu, onlar və ya onların komponentləri, detonasiyaya yerli keçidə kömək edəcəkdir. Partlayıcı maddə gövdənin oksidləşmiş hissəsinə bitişik olarsa, oksidləşmiş, paslanmış döyüş sursatının partlama ehtimalı daha yüksəkdir. Partlayışın başlamasında bir çox nüanslar və məqamlar var ki, biz onları nəzərdən qaçıracağıq, ona görə də suala qayıdaq: selitra anbarda necə partlaya bilərdi?

Və burada pirotexniki vasitələrin detonator rolunu mükəmməl oynaya biləcəyi aydındır. Xeyr, sadəcə fısıltılı bir toz raketi çətin ki, qığılcımlarla tüstünün gücü ilə selitranın partlamasına səbəb oldu. Lakin video selitra partlayışından əvvəl yanğının tüstüsündə parıldayan çoxsaylı kütləvi epidemiyaları əks etdirir. Bunlar atəşfəşanlığın pirotexniki komponentlərinin səpələnməsinin kiçik partlayışlarıdır. Onlar aşkar bir partlayıcı başlanğıc kimi xidmət etdilər. Xeyr, onlar sənaye detonatorları deyildilər.

Lakin yanğın, selitranın böyük səthlərinin alovla qızdırılması və minlərlə pirotexniki əməliyyatların kütləviliyi şəraitində bu pirotexniki raketlər, ehtimal ki, isti selitrada növbəti partlayışlarla selitranın qızdırılan səthinə daxil edilmişdir. Bir anda belə bir təsir altında onun partlaması baş verdi - və saxlanılan selitranın bütün massivinə yayıldı.

Ətraflı məlumat və partlayış yerini öyrənmədən sonrakı hadisələri ətraflı təhlil etmək çətindir. 2750 tonun hamısının necə tam partladıldığı məlum deyil. Partlayış həmişə kağız üzərində yazılan kimi baş verən mütləq başlanğıc deyil. Belə olur ki, bir yerə yığılmış TNT briketləri heç də hamısını partlatmır: partlamağı onların arasında ötürmək üçün etibarlı tədbirlər görülməzsə, bəziləri sadəcə yanlara səpilir.

Kütləvi qaya partlayışlarından sonra, partlayıcı ilə doldurulmuş yüzlərlə və minlərlə quyular partladıldığında (onları bir ay ərzində partlayıcılarla təchiz etmək olar), toz buludunun çökməsindən sonra yalnız mütəxəssislər əvvəlcə partlayış zonasına daxil olur və nəyin partladığını yoxlayırlar. və nə partlamadı. Onlar partlamamış partlayıcıları da yığırlar. Beyrut limanındakı anbarda selitra ilə belədir: nitratın bütün kütləsinin partlamasının tamlığını müəyyən etmək çətindir, lakin onun kifayət qədər böyük olduğu aydındır.

Beyrutdakı partlayışın xüsusiyyətləri

Partlayışın özü nitratın partlamasına yaxşı uyğun gəlir. Partlayışdan sonra qırmızı-qəhvəyi tüstüdən ibarət böyük bir sütun, partlayış zamanı nitratın parçalanması zamanı böyük miqdarda ayrılan qırmızı azot oksidləri olan buludun tipik rəngidir. Nitratın aşağı partlama sürəti səbəbindən, heç bir kütləvi sarsıdıcı təsir baş vermədi.

Buna görə də partlayış yerində böyük krater əmələ gəlməyib: dayaqların materialları və anbarların beton yer örtüyü təfərrüatlı deyildi, ona görə də atılmayıb. Bununla əlaqədar olaraq, partlayış yerindən uçan parçalarla şəhərin bombardmanı baş verməyib və partlayış nəticəsində əmələ gələn uçan parçalar və fraqmentlərin yüksək sultanı partlayış yerindən yuxarı qalxmayıb.

Ammonium nitratın parçalanması zamanı azot oksidlərinin emissiyası ilə rənglənən tüstü sütunu / © dnpr.com.ua.

Eyni zamanda, qazlı yanma məhsullarının - su buxarının, azot oksidlərinin bol şəkildə buraxılması partlayışın mənzərəsinə həcmli partlayışın xüsusiyyətlərini verdi. Sürətlə keçən, kifayət qədər güclü və sürətli dumanlı divar kimi görünən bir zərbə dalğasına əlavə olaraq, çəkilişdə tozla qarışan və yerin səthindən sürətlə qalxan genişlənən partlayış qazlarının yaxınlaşan divarı göstərilir. Bu, aşağı detonasiya sürəti ilə böyük həcmli partlayışlar üçün xarakterikdir.

Yüksək ehtimalı olan binalara dəyən zərərin təbiəti göstərəcək ki, onlara təkcə şok dalğasının özü deyil - güclü, lakin qısamüddətli - həm də partlayış zonasından səpələnmiş genişlənən qaz-hava axınına daha uzun müddət məruz qalması təsir edib.

Beyruta nitrat partlayışları

Azot turşusu duzlarına əsaslanan gübrələrin partlaması əvvəllər də olub, onlar hamıya məlumdur, tarixdə belə hallar çox olub. Beləliklə, 2001-ci il sentyabrın 1-də Tuluzada Grande Paroisse şirkətinin gübrə zavodunda 300 ton ammonium nitratın partladıldığı anqar partladı.30-a yaxın adam ölüb, minlərlə insan yaralanıb. Tuluzada bir çox binaya ziyan dəyib.

Bundan əvvəl, 1947-ci il aprelin 16-da ABŞ-ın Texas Siti limanında “Qrankan” gəmisində 2100 ton ammonium nitrat partlaması baş vermişdi. Bundan əvvəl gəmidə yanğın baş verdi - oxşar vəziyyət və hadisələrin ardıcıllığı. Partlayış yaxınlıqdakı gəmilərdə və neft anbarlarında yanğınlara və partlayışlara səbəb olub. 600-ə yaxın insan həlak olub, yüzlərlə insan itkin düşüb, beş mindən çox insan yaralanıb.

21 sentyabr 1921-ci ildə Bavariyanın Oppau şəhəri yaxınlığındakı BASF kimya zavodunda 12 min ton ammonium sulfat və ammonium nitrat qarışığı partladı. Belə bir gücün partlaması nəhəng bir krater meydana gətirdi, ən yaxın iki kənd yer üzündən silindi və Oppau şəhəri dağıdıldı.

2004-cü ildə Şimali Koreyanın Ryongcheon şəhərində böyük dağıntılar və çoxsaylı qurbanlarla nəticələnən ammonium nitratın fəlakətli partlayışları baş verdi; 2013-cü ildə ABŞ-ın Texas ştatının West şəhərində; 2015-ci ildə Çinin Tianjin liman şəhərində. Və siyahı davam edir.

Təəssüf ki, ammonium nitrat, insana gətirdiyi bütün böyük üstünlüklərlə, işləmə zamanı bir sıra təhlükəsizlik tələblərinə riayət etməyi tələb edən təhlükəli bir obyekt olaraq qalır. Ehtiyatsızlıq və ya səhlənkarlıq yeni faciələrə səbəb ola bilər ki, onların qarşısının alınması həm nitratla işləmə qaydalarının sərtləşdirilməsini, həm də onlara riayət və həyata keçirilməsi üçün məsuliyyətin artırılmasını tələb edir.