都市部での利用を想定した爆燃を用いた小規模破砕技術に関する研究

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K14298
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 高橋 良尭 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究員 (10850521)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 爆燃 / 高エネルギー物質 / ニトロメタン

Outline of Annual Research Achievements

比較的安定した爆燃状態を呈する物質の選定
特に都市部において老朽化した構造物の解体・改修工事を迅速かつ安全に行う技術が求められている。本問題の解決に向け、衝撃波を伴う「爆轟現象」ではなく衝撃波を伴わない「爆燃現象」を利用した都市部構造物解体での利用を想定した小規模発破技術がある。本技術は被破砕物における爆源近傍での局所的な過剰破壊を抑制し、かつ従来の方法と同等な破壊効果を期待できる可能性を秘めている。一方で、ある伝播速度以上では爆燃は瞬時に爆轟へ転移するなど、爆轟と爆燃の境界には曖昧な面がある。万が一爆轟へ転移してしまうと、想定外の騒音・振動・飛散物の発生につながりかねない。そこで取り扱いが容易であり安定した爆燃を呈する高エネルギー物質を選定し、都市部などでも利用できる破砕技術の開発を目的として研究を実施した。初年度は爆燃を呈する物質を、文献調査や実験などから洗い出し選定作業を実施した。検討の結果、ニトロメタンを電気雷管などで起爆することで爆薬を雷管起爆した場合（すなわち爆轟反応）に比べ、比較的ゆっくりとした反応（伝播速度）を示し、かつある程度の破砕力を見込めることを高速度撮影結果から明らかにした。つまりニトロメタンに対して適切に起爆方法や拘束条件といった種々条件を選定することで爆燃を制御することが可能であり、かつコンクリート破砕できる程度の圧力発生を見込むことができる可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

対象物質の選定や定性的な爆発威力の比較までは達成したが、圧力測定など一部の実験項目については新型コロナウイルスに伴う緊急事態宣言等の影響により実施できなかった。次年度に繰り越して実施予定である。

Strategy for Future Research Activity

二年目はニトロメタンに対して①起爆条件②拘束条件を変更し実験を行う予定である。起爆条件としては電気雷管や点火玉、あるいは爆薬による起爆を検討している。また拘束条件としては金属管やアクリル管中に充填したニトロメタンに対して起爆試験を実施予定である。これら種々条件を変更し高速度撮影や圧力測定試験を実施することで、爆燃速度や爆燃による発生する圧力発生挙動がどのように変化するのかを調査し、安定した爆燃を呈するための各種条件を検討する予定である。

Causes of Carryover

今年度はニトロメタンに対して①起爆条件②拘束条件を変更し実験を行う予定である。このため研究助成金は、ニトロメタンや圧力測定ゲージ、各種拘束条件（アクリル管、金属管）などの調達に充てる予定である。