▪PATLAYICI MADDELER

Canlı atıklarından petrolün oluşumu gibi kimyada bazı tepkimeler asırlar süren çok yavaş tepkimeler iken, bazı tepkimeler ise saniyeden çok daha kısa sürelerde gerçekleşir. Çok hızlı gerçekleşen bu tepkimelerde, aynı zamanda hızlı bir hacim genişlemesi de olduğu için bu tepkimeler genelde patlama olarak adlandırılır.

Patlama: Belirli oranlardaki yanıcı gaz, toz veya buharın hava ve ateşleme kaynağı ile temas etmesi sonucunda, çok yüksek sıcaklık ve basınç oluşturacak şekilde verdiği hızlı tepkimeler olarak nitelendirilir.

Bir patlamanın olması için;

• Ateşleme kaynağı (alev, kıvılcım, kızgın

cisim),

• Patlayıcı gaz, buhar veya toz (yakıt),

• Minimum oksijen konsantrasyonu,

üçgeninin tamamlanması gerekir. Bu

demek oluyor ki, bunlardan en az birinin

yok edilmesiyle patlamalar engellenebilir.

Ateşleme Kaynağı: Patlamayı harekete geçirmek için kullanılan araç ateşleme kaynağı olarak tanımlanır. Patlamanın tetiklenmesi için belli bir enerjiye ihtiyaç duyulur. Bu enerji bazen küçük bir sürtünme, hatta bir ses dalgası olabileceği gibi, bazen bir alev, kıvılcım, kızgın bir cisim hatta büyük patlamayı tetikleyici küçük bir patlayıcı da olabilir.

Patlayıcı Madde: Isı veya darbe tesiri ile kimyasal değişikliğe uğrayan, ani hacim ve ısı artışı sağlayan, bu sayede basınç ve şok dalgası oluşturan katı, sıvı veya gaz hâlindeki kimyasal maddelere patlayıcı maddeler denir. Patlayıcı maddeler, kararsız hâldeki kimyasal madde veya madde karışımları olup, darbe veya kıvılcım gibi bir etkiye maruz kalması sonucu kendi kendine ilerleyen son derece hızlı kimyasal reaksiyonlarla kararlı bileşiklere dönüşürken yüksek ısı, ses, darbe etkisi ve gazlar ortaya çıkarırlar.

Bir patlayıcının sahip olduğu potansiyel enerji başlıca üç temel kaynaklı olabilir:

• Kimyasal enerji: (Nitro gliserin, TNT, tahıl tozu vb). Çoğunlukla fiziksel müdahale ile tetiklenir ve kimyasal değişimle etkisini gösterir.

• Sıkıştırılmış gaz (Gaz tüpleri veya aerozol tüpleri vb). Isıtma gibi fiziksel müdahale ile tetiklenir, fiziksel değişimle etkisini gösterir. Patlama kimyasal bir patlama değildir ve mekanik patlama olarak nitelendirilir.

• Nükleer Enerji:(Uranyum-235,plütonyum-239 vb). Radyoaktif türlerde gözlenen parçalanmaları ifade eder.

Patlayıcı Maddelerin Sınıflandırılması

Patlama olayı aslında hızlı bir yanma tepkimesidir. Yanmanın hızı aynı zamanda patlayıcı maddenin gücü ile doğru orantılıdır. Patlamalarda alev hızı çok yüksektir. İlk metrelerde hız 850 m/sn’yi bulur. Yapılan deneylerde, patlamada 1800 m/sn hızla hareket eden alevlerin oluştuğu gözlenmiştir. Patlama sıcaklığı ise 700 -1200oC aralığında seyredebilmektedir. Birim zamanda hacim genişlemesi, ısı artışı, yayılan gaz miktarı vb. faktörler patlayıcın gücünü ve dolayısıyla sınıfını belirler.

Detonasyon hızı kısaca patlatmanın büyüklüğünün bir ölçüsüdür. Yani patlama sonucu meydana gelen detonasyon dalgalarının birim zamanda aldığı yoldur ve m/sn birimi ile ifade edilir. Detonasyon hızı şarj çapına, patlayıcı madde yoğunluğuna, patlayıcı partiküllerinin boyutuna ve sıkıştırma etkisine bağlı olarak değişir. Şarj çapının ve yoğunluğunun artması detonasyon hızını artırırken, partikül boyutunun artması detonasyon hızını düşürür.

 

                Bazı patlayıcı maddelerin etkime şiddetleri

Şematik olarak gösterildiği gibi, patlayıcılar sebep oldukları
patlamanın gücü ve patlayıcının içeriğine göre farklı sınıflar altında kategorize
edilmiştir.

Zayıf Patlayıcılar
Bu tür patlayıcılar fiziksel bir müdahale ile yanma olayı sonucu gaz hâline geçerek çoğalır ve hacim genişlemesine bağlı olarak hızla yayılır. Otomobillerdeki hava yastığının açılması, kibritin sürtünmeyle alevlenmesi, fitili tutuşturulan
havai fişeklerin gökyüzüne doğru fırlatılması, eğlence mekanlarında kullanılan
oksijen kandilleri bunlara örnek gösterilebilir. Bu amaçla kullanımlarda malzeme
miktarı önemlidir. Örneğin belli bir miktarda kullanılan havai fişek numunesi, çeşitli türden kutlamalarda görsel bir efekt oluştursa da, bir depo dolusu havai fişeğin aynı anda bir tetikleyici ile faaliyete geçirilmesi büyük patlama ve felaketlere yol açabilir. Roket yakıtı da zayıf patlayıcılar sınıfındadır. Ancak fazla
miktarda kullanılan roket yakıtı, tonlarca ağırlıktaki roketleri kilometrelerce uzaklara hatta uzaya gönderebilecek kadar kinetik enerji açığa çıkarır. Etkinliği düşük olduğu için kara barut ve dumansız barut da zayıf patlayıcılar sınıfına girer.

Piroteknikler

Kimyasal bir tepkimeye maruz kaldığında ışık, ısı, gaz, sis veya ses verme özelliği gösteren madde bilimi piroteknik olarak bilinir.

Piroteknik bilimi, havai fişek endüstrisinin yanında, kibrit üretimi, oksijen kandili, patlayıcı sürgü ve bağları ve otomobil hava yastıklarının imalini de kapsamaktadır. Barutta; piroteknik bir karışımdır ve içerisinde odun kömürü, potasyum nitrat ve kükürt bulunur.

Piroteknik maddelerin üretiminin tarihçesi tam olarak bilinmese de birçok kaynak bu tür kimyasalların ilk olarak Çin’de ortaya çıktığı söylemektedir.

Piroteknikler insanoğlunun bildiği en eski patlayıcı maddeler arasında yer almaktadır ve önemli günlerde kutlamalar için havai fişek olarak çok erken çağlardan beri kullanıldığı bilinmektedir.

Piroteknik iki Yunanca kelime olan 'pyr' (ateş) ve 'techne' (sanat) kelimelerinin birleşiminden türetilmiştir ve “ateş üretme sanatı” olarak tanımlanabilir.

Propellant
Prensip olarak patlayıcı ve propellant (itici güç oluşturan kimyasallar) ile formülasyonları oldukça benzerdir. Propellantlar daha yavaş bir
hıza sahiptirler. Oysa patlayıcılar yüksek hızda ve gaz ürünleri üreten tepkimelerledir. Piroteknik malzemelerin reaksiyonlarında gözle gözlemlenebilir oranlarda katı kalıntı oluşumu ve her ikisinden de fazla gaz oluşumu söz konusudur.

Propellant kelimesi teknik manada “itici güç sağlayan araç” anlamında kullanılmaktadır. Bir tepkime sonucu hacim genişlemesine dayalı olarak, itici gücün meydana gelmesi için

kullanılan malzemeler bu adla anılır.Az miktarlarda kullanıldığında görsel ve işitsel olarak insanlar için eğlence aracı olsa da, çok yoğun olarak bir arada bulundukları depolarda, proteknikler şiddetli patlamalara ve yangınlara sebep olabilirler.

Cılız bir patlama ve alevlenmeyle başlayan ilk tepkime, zincirleme tepkimeler ile yayılabilir ve oluşan ısının etkisiyle sonraki patlamalar daha şiddetli etki yaparak, bu küçük eğlence
araçları güçlü bombalara dönüşebilir. Bu yüzden propellantların az miktarlar.

Kuvvetli Patlayıcılar
Bu tür patlayıcıların zayıf patlayıcılara göre en belirgin farkı daha dayanıklı olmaları sebebiyle ateşlemek için daha güçlü tetikleyiciye ihtiyaç duyulması, ancak patlama etkilerinin çok daha yüksek olmasıdır.

Ateşleme için genellikle zayıf patlayıcılara (kapsül) ihtiyaç duyulur. Kapsül patladığında patlayıcı maddeye ani ve keskin bir darbe vurur ve bu darbe kimyasal olarak bağlanmış molekülleri birbirinden ayırıp parçalar. Bu olay başlama noktasından hareketle, her yöne
dairesel olarak genişleyip yayılmak suretiyle ilerler ve tüm moleküllerin parçalanmasının oluşturduğu patlama şeklinde sonuçlanır. Buna örnek olarak; TNT ve plastik patlayıcılar verilebilir.

Kuvvetli patlayıcıların pek çoğu kapalı bir sistemde olmazlar veya bir şok tesirine maruz kalmazlarsa tutuşturuldukları zaman patlamazlar, sadece yanarlar. Ancak bu patlayıcılar kapalı bir sistemde, dar bir hacim içerisinde tetiklenirse bu defa tepkime patlama ile sonuçlanır ve harabiyete yol açar.

Birincil Patlayıcılar
Birincil patlayıcılar son derece hassas olup patlatılmaları için çok az enerjiye gereksinim vardır. Genellikle, ikincil patlayıcıların ateşlenmesini sağlayan başlatıcı olarak kullanılırlar.

 Bunlara örnek olarak aşağıdaki bileşikler verilebilir.
-Kurşun Azit: Pb(N3)2
-Kursun stefenat: PbC6H(NO2)3O2
-Civa fulminat: Hg(ONC)2
-DDNP: C6H2N4O5
-Tetrazen: C2H8N10O

İkincil Patlayıcılar
Kısmen hassas olup patlatılabilmeleri için önemli miktarda başlatma enerjisi veren detonatörler gereklidir. Birincil patlayıcılara göre daha fazla güce sahip olduklarından yıkım, parçalama gibi işlemlerde kullanılırlar.

İşlevsel gruplarına göre ise patlayıcılar beş grup altında toplanır:
• Azotürler ve fulminatlar.
• Nitrolu patlayıcılar. Yani nitrik asit esterleri ya da tam deyimiyle nitrolu türevler.
• Nitratlı patlayıcılar (Ana bileşimi amonyum nitrat)
• Kloratlı (başlıca bileşimi sodyumklorat) ve perkloratlı (başlıca bileşeni amonyumperklorat) patlayıcılar.
• Peroksitli patlayıcılar


PATLAYICI MADDELERİN DEPOLANMASI
Patlayıcı maddelerin depolanmasında aşağıdaki hususların dikkate alınması gerekir.
• Laboratuvar ya da depoda bulunan tüm patlayıcılar tespit edilir.
• Depolama sırasında zamanla peroksit oluşturabilecek sıvıların bulunmasına izin verilmez ya da bunlar diğer kimyasallardan izole ve güvenilir ortamlarda muhafaza edilir.
• Patlayıcı, parlayıcı, yanıcı kimyasallar tüm ateşleme kaynaklarından uzak tutulur.
• Patlayıcı kimyasallar için özel depolar yapılır ve bunların kullanıldığı ortamlarda gerekli tedbirler alınır.
• Patlayıcı maddeleri kullanan görevlilere, güvenli depolama metotları, bunların kullanımı ve kimyasalların tehlikeleri gibi konularda gerekli eğitim verilir ve bilgilendirme yapılır.