science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe C-4 werkt

Een Amerikaanse legerofficier plaatst 14 pond C-4 explosief op een commandobunker in Bosnië-Herzegovina. Foto met dank aan het Amerikaanse ministerie van Defensie

Twintig jaar geleden, de meeste mensen hadden geen idee wat C-4 was. Onlangs, het is een al te bekende term geworden, verschijnen regelmatig in kranten en op televisie. In oktober 2000, terroristen gebruikten C-4 om de U.S.S. Cole, het doden van 17 matrozen. 1996, terroristen gebruikten C-4 om het militaire wooncomplex van Khobar Towers in Saoedi-Arabië op te blazen. In december 2001, een man smokkelde soortgelijk materiaal, verborgen in zijn schoenen, op een commercieel vliegtuig. C-4 is ook gebruikt bij veel van de Palestijnse zelfmoordaanslagen in Israël en de door Israël bezette gebieden.

In dit artikel, we zullen ontdekken wat dit krachtige materiaal is en zien hoe het zo'n vernietiging kan aanrichten.

Explosieve basis

Soldaten zetten tijdens een trainingsoperatie twee C-4-ladingen af ​​op een startbaan van een vliegbasis. Net als andere explosieven, De vernietigende kracht van C-4 komt van snel expanderend heet gas. Foto met dank aan het Amerikaanse ministerie van Defensie

Het fundamentele concept achter explosieven is heel eenvoudig. Op het meest basale niveau, een explosief is gewoon iets dat brandwonden of ontleedt heel snel, in korte tijd veel warmte en gas produceren.

Een typisch explosief bestaat uit explosief materiaal, een soort van ontploffingsapparaat en, typisch, een soort huisvesting. Het explosieve materiaal ondergaat een snelle chemische reactie, ofwel een verbrandings- of ontledingsreactie, wanneer geactiveerd door hitte of schokenergie van de detonator.

Bij de chemische reactie, verbindingen breken af ​​om verschillende gassen te vormen. De reactanten (de oorspronkelijke chemische verbindingen) hebben veel energie opgeslagen als chemische bindingen tussen verschillende atomen. Wanneer de samengestelde moleculen uit elkaar vallen, de producten (de resulterende gassen) kunnen een deel van deze energie gebruiken om nieuwe bindingen te vormen, maar niet alles. Het grootste deel van de "overgebleven" energie neemt de vorm aan van extreme hitte.

De geconcentreerde gassen staan ​​onder zeer hoge druk, dus ze breiden zich snel uit. De hitte versnelt de afzonderlijke gasdeeltjes, waardoor de druk nog hoger wordt. In een hoog explosief , de gasdruk is sterk genoeg om structuren te vernietigen en mensen te verwonden en te doden. Als het gas sneller uitzet dan de geluidssnelheid, het genereert een krachtige schokgolf. De druk kan ook stukken vast materiaal met grote snelheid naar buiten duwen, waardoor ze met veel kracht mensen of constructies raken.

C-4 is een hoog explosief ontworpen voor: militair gebruik . In de volgende sectie, we zullen ontdekken wat het onderscheidt van andere explosieven.

Hoog en laag

In lage explosieven , zoals het drijfgas in een kogelpatroon, de reactie verloopt relatief langzaam en de druk is niet zo schadelijk. De uitzettende gassen dienen alleen om een ​​klein voorwerp te duwen. Hoge explosieven , zoals C-4 en TNT, sneller uitbreiden, veel grotere druk genereren. Explosievenexperts verwijzen naar snelle explosieve reacties als: ontploffing en langzamere explosieve reacties als deflagratie .

Wat is C-4?

Een eenheid van het Amerikaanse leger bracht C-4-explosieven tot ontploffing in deze Servische gevechtstank tijdens Operatie Joint Guard. Foto met dank aan het Amerikaanse ministerie van Defensie

C-4, of compositie 4 , is een variëteit van plastic explosief . Het basisidee van plastic explosieven, ook wel genoemd plastic gebonden explosieven (PBX), is om explosieve chemicaliën te combineren met een plastic bindmiddel materiaal. De binder heeft twee belangrijke taken:

  • Het bedekt het explosieve materiaal, dus minder gevoelig voor schokken en hitte. Dit maakt het relatief veilig om het explosief te hanteren.
  • Het maakt het explosieve materiaal zeer kneedbaar. Je kunt het in verschillende vormen gieten om de richting van de explosie te veranderen.

Het explosieve materiaal in C-4 is: cyclotrimethyleen-trinitramine (C3H6N6O6), gewoonlijk RDX genoemd (wat staat voor "koninklijke sloopexplosief" of "onderzoeksontwikkelingsexplosief"). Het additieve materiaal bestaat uit polyisobutyleen, de binder, en di(2-ethylhexyl)sebacaat , de weekmaker (het element dat het materiaal kneedbaar maakt). Het bevat ook een kleine hoeveelheid motorolie en wat 2, 3-dimethyl-2, 3-dinitrobutaan (DMDNB), die functioneert als een chemische marker voor veiligheidstroepen.

Om C-4-blokken te maken, explosievenfabrikanten nemen RDX in poedervorm en mengen het met water om een ​​slurry te vormen. Ze voegen dan het bindmiddel toe, opgelost in een oplosmiddel, en meng de materialen met een agitator . Ze verwijderen het oplosmiddel door destillatie, en verwijder het water door drogen en filtreren. Het resultaat is een relatief stabiele, solide explosief met een consistentie vergelijkbaar met boetseerklei.

Net als bij andere explosieven, je moet wat energie op C-4 steken om de chemische reactie op gang te brengen. Door de stabilisatorelementen, er is een behoorlijke schok voor nodig om deze reactie op gang te brengen; het aansteken van de C-4 met een lucifer zorgt ervoor dat hij langzaam brandt, als een stuk hout (in Vietnam, soldaten verbrandden eigenlijk C-4 als een geïmproviseerd kookvuur). Zelfs het schieten met een geweer op het explosief zal de reactie niet activeren. alleen een ontsteker , of straalkap zal het werk goed doen.

Een detonator is slechts een kleiner explosief dat relatief eenvoudig te ontsteken is. Een elektrische ontsteker, bijvoorbeeld, gebruikt een korte lading om een ​​kleine hoeveelheid explosief materiaal te laten ontploffen. Wanneer iemand de detonator activeert (door de lading door te zenden) ontsteker koord naar een straalkap , bijvoorbeeld), de explosie zorgt voor een krachtige schok die het explosieve materiaal C-4 activeert.

Wanneer de chemische reactie begint, de C-4 ontleedt om een ​​verscheidenheid aan gassen vrij te geven (met name stikstof en koolstofoxiden). De gassen zetten aanvankelijk uit bij ongeveer 26, 400 voet per seconde (8, 050 meter per seconde), een enorme hoeveelheid kracht uitoefenen op alles in de omgeving. Bij deze expansiesnelheid het is totaal onmogelijk om de explosie te ontlopen zoals ze doen in tientallen actiefilms. Voor de waarnemer, de explosie is bijna onmiddellijk -- één seconde, alles is normaal, en de volgende is het totaal vernietigd.

De explosie heeft eigenlijk twee fasen . De eerste uitbreiding brengt de meeste schade toe. Het creëert ook een zeer lagedrukgebied rond de oorsprong van de explosie - de gassen bewegen zo snel naar buiten dat ze het meeste gas uit het "midden" van de explosie zuigen. Na de uitwendige explosie, gassen stromen terug naar het gedeeltelijke vacuüm, het creëren van een tweede, minder destructieve innerlijke energiegolf.

Een kleine hoeveelheid C-4 pakt een behoorlijk grote klap uit. Minder dan een pond C-4 kan mogelijk meerdere mensen doden, en verschillende militaire uitgifte M112-blokken van C-4, met een gewicht van ongeveer 1,25 pond (een halve kilogram) elk, mogelijk een vrachtwagen slopen. Sloopexperts gebruiken doorgaans een goede hoeveelheid C-4 om een ​​klus goed uit te voeren. Om een ​​8-inch (20,3-centimeter) vierkante stalen balk te verwijderen, bijvoorbeeld, ze zouden waarschijnlijk 8 tot 10 pond (3,6 tot 4,5 kilogram) C-4 gebruiken.

Mensen passen de explosieve kracht van C-4 toe op allerlei soorten vernietiging. Een veel voorkomende toepassing is: militaire sloop -- soldaten stoppen het in scheuren en spleten om zware muren op te blazen. Het wordt ook veel gebruikt als antipersoneelswapen, in de strijd en bij terroristische aanslagen. In Vietnam, bijvoorbeeld, soldaten gebruikten een aantal C-4-gebaseerde bommen en granaten. Een opmerkelijk wapen, de Claymore mijn , bestond uit een C-4 blok met meerdere ingebedde kogellagers. Toen de C-4 tot ontploffing kwam, de kogellagers werden dodelijke vliegende granaatscherven (dit soort wapen kwam ook voor in de film Swordfish).

Helaas, C-4 zal de komende jaren de krantenkoppen blijven halen. Vanwege zijn stabiliteit en pure vernietigende kracht, C-4 heeft de aandacht getrokken van terroristen en guerrillastrijders over de hele wereld. Een kleine hoeveelheid C-4 kan veel schade aanrichten, en het is vrij eenvoudig om de explosieven langs lichte veiligheidstroepen te smokkelen. Het Amerikaanse leger is de belangrijkste fabrikant van C-4, en het bewaakt zijn voorraad streng, maar er zijn een aantal andere bronnen voor soortgelijk explosief materiaal (waaronder: Iran , die een geschiedenis van conflict heeft met de Verenigde Staten). Zolang het goed bereikbaar is, C-4 zal een primair wapen blijven in het terroristische arsenaal.

Voor meer informatie over C-4 en andere explosieven, bekijk de links op de volgende pagina.

C-4 Ingrediënten

  • RDX - 91 procent
  • Di(2-ethylhexyl)sebacaat - 5,3 procent
  • Polyisobutyleen - 2,1 procent
  • Motorolie - 1,6 procent
Lees verder

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Hoe granaten werken
  • Hoe vuile bommen werken
  • Hoe landmijnen werken
  • Hoe bouwimplosies werken
  • Hoe vuur werkt
  • Hoe kernbommen werken
  • Hoe biologische en chemische oorlogsvoering werkt
  • Wat is dynamiet en hoe werkt het?

Meer geweldige links

  • Encarta:Explosieven
  • Verbrandingskenmerken:
  • Chemische explosieven
  • M118 Samenstelling C4 Blok Sloopkosten
  • De techniek van een bomploeg
  • C-4 sterk, maar moeilijk om op pad te gaan
  • Terreur 'Muilezels':bommen in lichamen
  • CNN.com:C-4 explosief gebruikt bij USS Cole-aanval - november 2000
  • C-4 explosieven gevonden bij Greyhound Station - oktober 2001
  • CNN.com:Explosieven gevonden in busstation Philadelphia - oktober 2001
  • C-4 had vliegtuig kunnen neerhalen - december 2001