PATLAYICI MADDELER
2.2. PATLAYICI MADDELERİN TARİHÇESİ
Tarihte bilinen ilk tehlikeli madde Rum Ateşi olarak bilinir. Rum Ateşi 7. Yüzyılda Doğu Roma İmparatorluğu tarafından keşfedilmiştir. Reçine ve yanabilir malzemelerin damıtılmış petrolle karıştırılmasıyla Rum Ateşi meydana gelir.
20 Karabarut ise kesin olarak bilinen ilk patlayıcı maddedir. İlk kez tarihi Çin yazmalarında “Huo Yao” olarak tarif edilmiştir. Askeri amaçla kullanılanı ise “Wu Ching Tsing Yao” olarak adlandırılmıştır ( Zukas ve Walters, 1998: 29).
Bilim adamlarına göre MS. 1040 yıllarına dayandırılan karabarutun ana maddesi olarak “Saltpeter” olarak bilinen potasyum nitrat Avrupa’da ilk kez Arap kaynakları vasıtasıyla 12. Yüzyılın sonlarında 13. Yüzyılın başlarında görülmüştür. Çinliler yaptıkları araştırmada saf nitratı tekrar kristalleştirirerek karabarutta gelişmeler sağlamışlardır. 1250 yılında Roger Bajon potasyum nitratın saflaştırılmasını yeniden kristalize edilmesinden kaynaklandığını tarif etse de gerçek anlamda 1280 yılına kadar Çin dışında bu işlem yapılamıyordu. Aynı tarihte Hasan – Al – Rammah potasyum nitratın saflaştırılması sürecini odun külü kullanılarak elde edildiğini tarif etmesiyle ilk kez Çin dışında karabarut imal edilmiş olduğu tespit edildiyse de Müslümanlar karabarut yapılabilecek kapasiteye sahip olmalarına rağmen 1097 ve 1291 yılları arasında gerçekleştirilen Haçlı Seferlerinin hiçbir periyodunda Müslümanların karabarut kullandıklarına dair kanıt yoktur (Zukas ve Walters, 1998: 29).
İlk icat edilen patlayıcı madde karabarut % 72 potasyum veya sodyum nitrat, % 16 odun kömürü, % 12 kükürt karışımından ibarettir. Patlama ısısı 2600 0C,
patlama hızı 300-900 m/sn ve çıkan gaz miktarı ilk hacmin 390 katıdır. Barut patladığından ilk halinin yarısına yakın miktarda katı artık bırakır. Patlama hızı yavaş olduğu için daha çok itici tesir gösterir. Kimyasal formulü aşağıda belirtildiği gibidir.
20 KNO3+30C+10S→6K2CO3+K2SO4+3K2S3+14CO2+10CO+10N2
Özellikle karabarut yüzyıllardır bilinmesine rağmen 1650 yıllarından sonra madencilik sektöründe küçük miktarlarda kullanılmaya başlanmış, 1800 yıllarında ise daha çok miktarlarda kullanılmıştır (Zukas ve Walters, 1998: 30). Karabarutun kullanımı oldukça tehlikelidir. Çünkü herhangi bir kıvılcımla kolayca ateşlenebilir. Karabarut düşük patlayıcı olarak bilinir. Karışımında yakıt ve oksitleyici bulunur. Ateşlendiğinde yanar ve yanma oranı basınç olarak yükselir. Basıncı ise gazların serbest kalmasından kaynaklanır.
Nitrogliserin ise daha sonraki yıllarda kimya alanında ki gelişmeler sonucu keşfedilmiştir. Saf nitrogliserinin yanma hızı çok yüksek olduğundan şiddetli bir parçalama özelliği vardır. Suda erimez ve -3, -4 derecede donar. Buhar halinde
21 solunursa zehirler, bunun ilk belirtileri şiddetli baş ağrısıdır. Bulundukları kapların en ince deliklerinden sızabilir, 2000C’ye ısıtılınca infilak eder ayrıca darbeye karşı çok
hassastır. Kimyasal formulü aşağıda belirtildiği gibidir.
4C3H5(NO3)3→12CO2+10H2O+6N2+O2
1875 yılında Alfred Nobel %90-93 oranında Nitrogliserine %7-10 oranında nitroselüloz karıştırarak jelatin kıvamında bir patlayıcı bulmuştur. Bu patlayıcıya Jelatin Dinamit (Gom I) ismi verilmektedir. Donmaya karşı nitroglikol ilave edilmektedir. Suya karşı dayanıklıdır. Bu patlayıcının infilak şiddetine 100 tam rakamı verilerek diğer dinamitlerin infilak şiddetleri buna göre belirlenmektedir. Dinamitlerin hemen hepsinde patlamanın nedeni, az veya çok oranda katılan nitrogliserindir. 2000C’de patlayan gom dinamitleri depolarda 300C’de özel bir koku yayar, baş dönmesi ve baş ağrısına sebep olur. Eğer ısı 500C’yi geçerse dinamit
bozulmaya başlayarak taşıdığı nitrogliserini kusmaya başlar ve tehlikeli bir karakter alır. Özellikle nitrogliserini kusmuş bir dinamitin donması çok tehlikelidir. Donmaya karşı etilen glikol vb. maddeler ile bozulmaya karşı alkaliler dinamite katılır.
Nitrogliserin esaslı patlayıcıların yanma süratleri çok fazla olup yapısındaki katı maddelinin hemen tamamı gaz haline gelir ve patlama ısısı yüksektir. Tesirleri her yönde yayılır ve parçalayıcı bir kuvvet meydana getirir.
Patlayıcıların madenlerde kullanılma tekniğinin hızla gelişmesi 1850 yıllarda ekonomik talepler ve teknolojik avantajından dolayı kayaç patlamalarında reforma sebep olmuştur. Bu yıllarda tungsten carbide kullanılmaya başlamıştır.
Son yıllarda özellikle ticari alanda kullanılan patlayıcı madde ANFO’dur. 1950 yıllarında gübre yüklü bir geminin Texas City’de patlaması ANFO olarak bilinen amonyum nitrat ve yakıtın karışımından oluşan patlayıcının keşfedilmesine sebep olmuştur. ANFO’nın çok ucuza imal edilebildiği böylelikle görülmüştür (Zukas ve Walters, 1998: 4).
Her yıl Amerika’da ortalama 2.300.000 tonluk patlayıcı kullanılır. Bunların çoğu kayaları kırmakta ve diğer amaçlar için kullanılır. Patlayıcıların en büyük tüketicisi kömür maden işletmeleridir ve çıkarılan bu kömür elektrik üretiminde kullanılır (Zukas ve Walters, 1998: 4).
22 Yaygın olarak kullanılan klasikleşmiş birçok patlayıcı yanında bazen araştırma sonucunda, bazen tesadüfen yeni patlayıcılar bulunmaktadır. 2001 yılında Almanya’da bir fizik laboratuarında meydana gelen kaza sonucu, silisyumun bir türü olan madde dünyanın bilinen en güçlü patlayıcısı olarak keşfedildi. Bu yeni madde TNT’den 7 kat daha güçlü ve bir milyon kat daha hızlı infilak gücüne sahiptir (http://www.newscientist.com/article/dn1103-superpowerful-explosive-arrives-with-a- bang.html (10.05.2012)).
2.3. PATLAMANIN DOĞASI
Üç tür patlama mevcuttur; fiziksel patlama, kimyasal patlama ve nükleer patlama. Fiziksel patlamalara örnek olarak günlük hayatımızda sürekli yer tutan düdüklü tencere modelini örnek gösterebiliriz. Yeterli sıcaklıkta ve yeterli sürede ısıtılan düdüklü tencere içerisinde buhar basıncı oluşur ve aniden patlayarak parçalanır. Tencere içindeki iç basıncın dışa salınımı ile parçaları dışa itebilecek bir güç ortaya çıkar. Yüksek hızlarda sevk edilerek etrafına hasar verir. Yüksek basınçlı gazlarda eğer patlamaya maruz kalırlarsa şok ve parça tesiri yaratırlar. Örneğin, 450mm çapında 600 bar basınç altındaki 4 kg sıkıştırılmış helyum gazının patlaması 0,55 kg’lık TNT’nin patlamasına eş değer etki yaratır (Zukas ve Walters, 1998: 25). Eğer bulunduğu kap kalın metal duvarlardan oluşuyorsa şok tehlikesine ek olarak parça tesiri tehlikesi de eklenir.