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知新科普:特工们最爱的C-4 炸药是如何工作的?

 半梦书斋 2019-05-29

知新科普:特工们最爱的C-4 炸药是如何工作的?

30多年前,大多数人都不知道C-4是什么东西。现在,它已经成为一个非常熟悉的术语,经常会出现在报纸和电视上。2000年10月,恐怖分子使用C-4攻击美国科尔号,造成17名水兵死亡。1996年,恐怖分子用C-4炸毁了美军在沙特阿拉伯的霍巴尔大楼。2001年12月,一名男子将藏在鞋里的类似材料偷偷带上了一架商业客机。C-4还被用于动荡的巴勒斯坦以及中东地区众多极端分子自杀式爆炸。

在本文中,我们将了解这种强大的材料到底是什么,并看看它是如何能造成巨大的破坏的。

爆炸性的基础知识

炸药的基本概念很简单。在最基本的层面上,爆炸只是一种燃烧或分解非常快的东西,在很短的时间内能产生大量的热量和气体。

一种典型的炸药包括一些爆炸材料、某种引爆装置,通常还有某种外壳。炸药材料在雷管的热能或激波能量的作用下发生快速的化学反应,即燃烧反应或分解反应。

在化学反应中,化合物分解成各种气体。反应物(原化合物)以不同原子间化学键的形式储存了大量的能量。当化合物分子分裂时,产物(产生的气体)可能会利用部分能量形成新的化学键,但不是全部。大部分“剩余”能量以极热的形式存在。

浓缩气体在非常高的压力下,它们会膨胀得很快。热量加快了单个气体粒子的速度,把压力推得更高。在高爆炸中,气体压力足以摧毁建筑物,伤害和杀死人。如果,气体膨胀速度超过音速,就会产生强大的冲击波。这种压力还能将固体物质以极快的速度向外推,导致它们以很大的力量撞击人或建筑物。

C-4 是一种军用高爆药。下面,我们将找出它与其他爆炸物的区别。

什么是C-4?

C-4,或组合物4,是一种塑料炸药。塑料炸药的基本思路,也被称为塑料粘结炸药(PBX),是将爆炸性化学物质与塑料粘合剂材料结合在一起。C-4具备着两种基本特性:

1、它包裹着爆炸材料,所以对震动和热量不太敏感。这使得处理爆炸物相对安全。

2、它使炸药具有很高的延展性。使用者可以把它塑造成不同的形状来改变爆炸的方向。

C-4 的爆炸材料是环三甲基三硝胺(C3H6N6O6),通常称为RDX(代表“皇家爆破炸药”或“研究开发炸药”)。添加剂由聚异丁烯、粘合剂和增塑剂(使材料具有可塑性的元素)癸二酸二(2-乙基己基)组成。它还含有少量的机油和一些2,3-二甲基-2,3-二硝基丁烷(DMDNB),作为安全化学标记。

为了制造C-4块,炸药制造商将RDX粉末和水混合成泥浆。然后他们加入粘合剂材料,溶解在溶剂中,然后用搅拌器混合材料。它们通过蒸馏除去溶剂,通过干燥和过滤除去水。结果,就得到了一种相对稳定的固体炸药,其稠度类似于粘土模型。

就像其他炸药一样,引爆时,你需要给C-4施加一些能量来启动化学反应。由于稳定剂的存在,需要相当大的冲击才能引发反应。如果用一根火柴点燃C-4,它只会慢慢的燃烧,就像一块木头一样(在越战时期,士兵们实际上是把C-4当作临时做饭用的柴火来燃烧)。即使用步枪射击C-4炸药也不会引起反应,只有使用雷管或爆破帽才能让它正常工作。

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雷管只是一种较小的炸药,相对容易引爆。例如,电雷管使用一个简单的电荷击发装置来引爆少量的爆炸物质。当有人触发雷管(例如,通过导爆索将炸药传递到爆破帽上),爆炸就会产生强烈的冲击力,触发C-4炸药。

当化学反应开始时,C-4分解释放出各种气体(特别是氮氧化物和碳氧化物)。这些气体最初以每秒8050米/秒的速度膨胀,对周围的一切物体施加了巨大的力。在这样的扩张速度下,完全不可能像大家喜闻乐见的动作片中所做的那样,纵身跳跃,逃过爆炸。对现场目击者来说,爆炸几乎是瞬间发生的:前一秒,一切都正常,下一秒,一切都被彻底摧毁了。

爆炸实际上存在两个阶段。最初的扩张会造成大部分的损失。同时,它还在爆炸的源头周围创造了一个非常低的压力区域 —— 气体向外移动的速度如此之快,以至于它们从爆炸的“中间”吸走了大部分气体。在向外爆炸之后,气体涌回部分真空区域,产生第二种破坏性较小的向内能量波。

可能很少人知道,少量的C-4炸药就能产生相当大的冲击力。不足一磅(454克)的C-4就可能会导致多人死亡,而军用的M112块重约1.25磅(半公斤)的C-4能摧毁一辆卡车。拆迁专家通常会使用大量的C-4来完成他们的工作。例如,要拆除一根20厘米见方的钢梁,他们可能需要8到10磅(3.6到4.5公斤)的C-4。

现实中,人们将C-4的爆炸力应用于各种破坏活动。一个常见的应用是军事拆除 —— 士兵们把它塞进裂缝和墙缝中用以炸毁厚重的墙壁。在战斗和恐怖袭击中,它也被广泛用作杀伤人员的武器。例如,在越战中,士兵们使用了一些C-4基炸弹和手榴弹。一个值得注意的武器,克莱莫雷,就是由一个C-4块和嵌入的轴承钢珠组成。当C-4被引爆时,轴承钢珠就变成了致命的飞行弹片(这种武器在美国电影“箭鱼”中也有所表现)。

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军用的克莱莫人员杀伤地雷

不幸的是,C-4将在未来的日子里还会继续成为头条新闻。因为它的稳定性和绝对的破坏力,C-4吸引了全世界的恐怖分子和游击队战士的注意。少量的C-4就可以造成很大的伤害,而且很容易将炸药偷运到轻便的游击部队。美国军方是C-4的主要制造商,它严密地保护着C-4的供应,但类似的爆炸材料还有许多其他来源(包括伊朗,它与美国有冲突的历史)。

只要随时可以获得,C-4将继续是恐怖主义武库中的主要武器。

C-4 的成分:

  • RDX - 91%。
  • 癸二酸二(2-乙基己基)酯 - 5.3%。
  • 聚异丁烯 - 2.1%。
  • 机油 - 1.6%

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