産業爆薬の威力評価に関する研究

• Project/Area Number: 63550462
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 資源開発工学
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 小川 輝繁 横浜国立大学, 工学部, 教授 (50017935)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三宅 淳巳 横浜国立大学, 工学部, 助手 (60174140)
• Project Period (FY): 1988 – 1989
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1989)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 1989: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 1988: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: 非理想爆轟 / 硝酸アンモニウム / 爆轟速度 / 爆轟圧力 / 水中爆発 / アルゴンフラッシュ / 水中衝撃波

Research Abstract

産業用爆薬の主成分である硝酸アンモニウムの非理想爆轟挙動の解明のため、物性、形状の異なる5種類の試料に関して、内径4インチの鋼管試験を実施し、その起爆性及び伝爆性について検討した。その結果、粉状、低比重プリル及びマイクロプリルについて定常爆轟が得られた。これを基に、現在ANFO爆薬用に製造されているマイクロプリルについてその試験条件が爆轟特性に及ぼす影響について検討するため、薬径と肉厚を変化させて爆轟速度と爆轟圧力を測定した。爆轟速度の測定は光ファイバ-により多点計測を行なった。爆轟圧力についてはピエゾ抵抗素子を用いたマンガニン・ゲ-ジにより、爆轟衝撃によって生起した衝撃波をPMMAギャップ中を透過する衝撃波として捕らえ、インピ-ダンスマッチング法を用いることにより爆轟圧力を直接的に測定した。これらの実験結果を無限大薬径に外挿することにより、理想爆轟速度、爆轟圧力としてD=4.1km/s,P=3.5GPaを得た。
一方、理想爆轟のパラメ-タ算出の為、爆轟特性計算を行ない、実験による値との比較検討を行なった。爆轟特性計算結果は、用いる高温高圧下での爆轟生成ガスの状態方程式に大きく依存するので、ここではKHT式を用いた。KHTコ-ド、BKW及びJCZ3式を用いた場合のTIGERコ-ド、COOK式を用いたDTONATEコ-ドによる計算を行なったところ、硝酸アンモニウムの爆轟速度については、BKW>KHT>JCZ3>COOKの順になった。これらの内、実験結果の外挿による理想値とはKHT式による計算結果と良好な一致が見られた。
以上本研究において、産業爆薬及びその主原料の非理想爆轟特性を明らかにすることにより、これら物質の威力評価に関する実験、理論両面からの知見を得ることができた。