Zmes dusičnanu draselného, hydrogenuhličitanu draselného (sodného), síry a hliníka
Patent GB24812 patrí medzi mnohé, na prvý pohľad pochybné patenty, ktoré podozrivo nezachádzajú do podrobností. V patente sa spomínajú zmesi KNO3, KHCO3, síry a hliníka, ktoré vraj pri "pomalom" zohrievaní detonujú a podľa patentu sú schopné iniciovať trhaviny (aj amonoliadkové, ale až po pridaní 12% patentovanej zmesi do trhaviny). Je to vlastne obdoba známeho, tzv. "žltého strelného prachu" (ten je v roztavenom stave schopný detonovať, podľa neoverených zdrojov, rýchlosťou okolo 1400 - 3400 m/s), ktorý je spomínaný napríklad Davisom, ktorého princípom je prudká reakcia polysulfidov draslíka s KNO3 alebo v roztavenom stave možno skôr reakcia tiosíranu s dusitanom, no s pridaným hliníkom a miesto uhličitanu zmes obsahuje hydrogenuhličitan. Ak je patent pravdivý, tak zmes musí mať dosť vysokú iniciačnú schopnosť, keďže autor odporúča použiť len 2 mm hrubý plátok lisovanej zmesi na dne rozbušky (neuvádza hmotnosť dávky a druh iniciovanej trhaviny, čo je dosť podozrivé).
V patente je odporúčaná zmes KNO3 - 45,5%, KHCO3 - 30%, S - 16% a Al - 8,5%, preto bola v praxi testovaná táto. Najprv bola skúšaná zmes v ktorej bol dusičnan aj hydrogenuhličitan (ten bol mierne hygroskopický, asi obsahoval malé množstvo uhličitanu) iba hrubo pomletý, síra bola veľmi jemná a hliníkový prášok bol vo forme lístkov s veľkosťou častíc okolo 30 x 0,4 µm (s malým obsahom minerálneho oleja). Zmes, v závislosti od rýchlosti zohrievania (sekundy až minúty) po bod vznietenia, len buď energicky zhorela, vzbuchla s tupším či ostrejším zvukom, alebo až ostro explodovala. Hrudka zmesi s veľkosťou okolo 4-5 mm, položená na plechovke a pomaly zohrievaná odspodu, explodovala so silným treskom a na voľnom priestranstve spôsobila pozorovateľovi slabý tinitus zo vzdialenosti cca 2 m. Plechovka zostala na mieste explózie mierne prehnutá. Tá istá zmes, v množstve 0,5 g, bola zabalená do niekoľkých vrstiev tenkej hliníkovej fólie a pomaly zohrievaná nad plameňom. Nastala silná explózia pripomínajúca výstrel z pištole menšieho kalibru. Ten istý pokus bol zopakovaný s podobnou zmesou - hydrogenuhličitan draselný bol nahradený sodným (zmes KNO3 - 47,8%, NaHCO3 - 26,5%, S - 16,8%, Al - 8,9%), a taktiež nastala rovnako silná expózia. Explózie mali dosť veľkú silu, dokázali odmrštiť pomerne ťažké (niekoľko 100 g) predmety, no nedokázali preraziť otvor do obyčajnej plechovky. Zmes s NaHCO3 zapaľovaná na vzduchu mala samozrejme omnoho slabšie energetické vlastnosti ako pôvodná, keďže sodík (a jeho polysulfidy) má slabšie redukčné účinky ako draslík.
Potom bola skúšaná pôvodná zmes už s veľmi jemne pomletými surovinami, ktorá bola mierne navlhčená vodou (bolo skúšané aj plastifikovanie čistým izopropylalkoholom s nepatrnou prímesou šelaku (pre lepšie mechanické vlastnosti), no výsledný produkt sa javil z neznámych príčin ako hygroskopickejší) a časť z nej bola lisovaná na malé plátky 1 až 2 mm hrubé a časť bola pretlačená sitom s otvormi veľkosti cca 1 mm. Plátky a prášok boli potom dobre vysušené. Do dvoch nábojníc náboja 7x64 mm bolo nasypaných 0,5 gramu pentritu, naň potom 0,5 g pripraveného prášku, respektíve rovnaké množstvo plátkov rozlámaných na malé časti aby sa zmestili cez ústie nábojnice. V patente sa mimo iných "obyčajný čierny strelný prach" uvádza ako "pomaly" (???) horiaca zohrievacia zlož. Preto bolo do oboch nábojníc pokusne nasypaných 2 g komerčne vyrábaného čierneho strelného prachu, vložené zápalnice a ústia nábojníc boli zaliate rýchlo tvrdnúcou epoxidovou živicou. Pri testoch explózie roztrhli o odtrhli vrchné časti nábojníc, asi 1 cm pod zahrdlením, no v žiadnom prípade nedošlo k pozorovateľnému poškodeniu či deformovaniu spodných častí nábojníc.
Potom bola skúšaná už len prášková/granulovaná zmes. Bolo zväčšený obsah pyrotechnickej zmesi na úkor strelného prachu. Takto vyzerala nábojnica náboja 6,5x55 mm plnená 0,5 g pentritu, 1,3 g mierne lisovanej, patentovanej pyrotechnickej zmesi a 1 g mierne lisovaného čierneho strelného prachu, s ústím zaliatym epoxidovou živicou (výsledok bol prekvapujúci, očividne už nastala nejaká reakcia, no explózia sa na pentrite zastavila):
Ako "zahrievacia" zlož bol vyskúšaný aj pomaly horiaci termit (CuO / sférický hliník - 80/20), keďže sa termity v patente spomínajú ("Goldschmidt´s preparations"), ale ten rýchlo prepálil "zátku" z epoxidovej živice na nábojnici a celý obsah nábojnice len kľudne vyhorel (čo neznamená, že v dokonale uzavretom priestore by termit nemohol spôsobiť explóziu zmesi, tú by však pravdepodobne spôsobila aj zápalnica samoakceleráciou horenia veľkého množstva zmesi). V uvedenej konfigurácii, na iniciáciu práškovej zmesi je pravdepodobne potrebný rýchly nárast tlaku, jej určité, minimálne množstvo v "pórovitom" stave a jednoznačne aj vysoká teplota, ktorá musí pôsobiť určitý (ale krátky) čas. Bolo predpokladané, že silná traskavina by v uzavretom priestore dokázala okamžite vyvolať explóziu zmesi s plným výkonom, no pokus s diazoaminotetrazolátom meďnatým (0,2 g) a granulovanou zmesou (2 g) to nepotvrdil - nábojnica bola roztrhnutá (na dve časti) len na mieste kde sa nachádzala traskavina, no zbytok nábojnice, plnený zmesou, zostal neporušený.
V nábojnici rovnakého náboja bola otestovaná aj už vyššie spomínaná zmes, v ktorej bol hydrogenuhličitan draselný nahradený sodným. Výsledok bol ešte prekvapujúcejší. Jemne prášková zmes 47,8/26,5/16,8/8,9 bola zmiešaná s vodou na hustú kašu, rozotrená na fólii a rýchlo vysušená. Zmes po vysušení už samozrejme nemala pôvodné zloženie (ako ani predchádzajúca). Časť hliníka sa musela nutne znehodnotiť kontaktom s vodou (respektíve so vzniknutým roztokom), čomu nasvedčoval aj zápach vlhkej zmesi, a v určitej miere nastala aj podvojná zámena KNO3 a NaHCO3 (no zmes sa potom nejavila ako hygroskopická), pretože vysušená zmes sa pri zapaľovaní správala značne energickejšie ako pôvodná, jemne prášková (ešte pred zmiešaním s vodou). Zmes potom bola podrvená na menšie kúsky až prášok. Výsledok testu (vyzerá to tak, že pentrit ešte stále nedetonoval - len deflagroval):
Aj v tomto prípade bolo ústie nábojnice zaliate len epox. živicou (po vložení zápalnice a jej utesnení kúskami papiera). Brizancia ešte viac pripomínala chlorečnanové zmesi ako v predchádzajúcom pokuse. Pre zaujímavosť, pôvodná, jemne prášková zmes s NaHCO3 (bez vlhčenia vodou a sušenia v procese výroby), lisovaná v rovnakej nábojnici, vôbec nereagovala na iniciáciu strelným prachom, ani sa len nezapálila.
Zdá sa, že na obzore je (staro)nová, lacná, bezpečná (kým nie je zapálená v uzavretom priestore alebo nie je pomaly zohrievaná), dostupná a zatiaľ nie veľmi prebádaná hračka pre niektorých stagnujúcich experimentátorov, stále používajúcich pri svojich pokusoch organické peroxidy.
Je potrebné spraviť ďalšie testy. Ideálne by bolo skúsiť iniciovať väčšie množstvo citlivejšej trhaviny (napr. amonal) pod zemou, len samotnou zmesou (bez PETN) + strelný prach (možno by bola vhodnejšia zmes KCLO4/Al) v hermeticky uzavretej väčšej nábojnici (napr. v nábojnici náboja .300 Winchester Magnum).
Skôr nám ušiel tento patentový dokument: DE202004017091U1. Je to prakticky ten "žltý prach", ktorý spomína aj Davis, len s iným uhličitanom, ale je otázne, či zmes je naozaj schopná detonovať v práškovom stave (myslíme po iniciácii rozbuškou alebo počinovou náložkou. Nemecký popis je do angličtiny zle preložený), no v každom prípade je to veľmi lacná a ľahko dostupná zmesná výbušnina možno použiteľná na plnenie napr. improvizovaných ručných granátov, pričom napr. môže garantovať "nepretrieštenie" obalu nálože, ak ten je z napr. krehkého materiálu (vyššie spomínaná upravená zmes s NaHCO3 je v tomto smere skvelá - koaxiálne improvizované ručné granáty z nábojníc 12,7x108 mm sú trieštené optimálne s len 12 g zmesi a 1,92 g trhaviny). Je to určite zaujímavejší smer v experimentovaní, než v prípade zmesí s práškovými kovmi, ktoré sú často slabinou takýchto zmesí. Je nutné spraviť testy aj bez hliníka a taktiež s práškovým vápencom alebo dolomitom miesto alkalického uhličitanu. Zaujímavé by bolo aj vyskúšať pomaly taviť dusitan sodný s tiosíranom sodným a s hliníkom alebo bez neho až po explóziu na vhodnej podložke, aké stopy zostanú. Tiež otestujeme iniciáciu takýchto zmesí rozbuškou, či explodujú silnejšie a akú brizanciu preukážu. Ďalšie patentové aplikácie súvisiace s týmto článkom: DE102004043744A1 a DE102006010471A1. Práve nás zaujímajú experimenty, ktoré sú už taktiež vzdialenejšie od využitia takýchto zmesí v rozbuškách, v ktorých sa použije ľahko dostupná 75% technická síra, ktorá obsahuje ako prímes mletý vápenec. Sú to vlastne akoby termobarické nálože v ktorej hlavným palivom bude tá síra, plus menšie alebo väčšie množstvo alkalického dusičnanu a prípadne aj iných prímesí. Napr. bola skúšaná zmes so zložením 50% síra, 33,3% KNO3 a 16,7% CaCO3, v množstve 900g v ktorej strede bola podlhovastá nálož obsahujúca 150 gramov alumatolu 90/7/3 DA/tritol/Al. Detonácia jadra nespôsobila kompletnú reakciu v zmesi a jej spálenie vo vzduchu, veľká časť zmesi len bola rozmetaná. Išlo nám o to, či nadbytok síry, vo forme rýchlo expandujúcej žeravej pary premiešanej s produktami reakcie, by okamžite reagoval so vzduchom, pričom možno dosiahneme omnoho kratší impulz s väčšou koncentráciou energie ako pri spálení len tej hoci energeticky bohatšej síry s vápencom. V tomto nám ide o nízku cenu uvedenej konštelácie. No stredová náložka bola príliš podlhovastá a okolitá zmes len v papierovom sáčku mala tendenciu klesať a zhutňovať sa. Nabudúce urobíme podobný experiment inak. Je zaujímavé experimentovať s inými palivami ako sú kovové prachy a uhľovodíky, a taktiež, ako to my voláme, s riedením energetických materiálov. A je to zábavné, ale pomaly už aj nudné, keď nás niekto nepochopí a poradí nám, aby sme napr. použili kovový prach. Je to ako s novými patentami v tejto oblasti - všetko sa akoby opakuje a recykluje, ľudia už pomaly nie sú schopní prísť s niečim originálnym a zároveň lacným, jednoduchým.
(pokračovanie)
