התגלה חומר נפץ ראשוני חדש וידידותי יותר לסביבה
חומרי נפץ ראשוניים הם סוג של חומרים כימיים עתירי אנרגיה המשמשים לייזום נפיצים ביישומים מסחריים, צבאיים וחקר החלל
אברהם אילון
| 04/12/2023
Photo by National Cancer Institute on Unsplash
פֶּרוֹבְסקיט (Perovskite) הוא שמו של המינרל קלציום (סידן) טיטנאט, שהתגלה בהרי אורל שברוסיה, והוא קרוי על שם המינרלוג הרוסי פרובסקי (Perovski). הפרובסקיט הפך לשם עבור משפחה גדולה של חומרים, שהם בעלי מבנה גבישי דומה.
בסוף החודש שעבר (נובמבר 2023) פורסם בכתב העת Nature Communications (open access) מחקר חדש על פרובסקיט אנרגטי DPPE-1, חומר נפץ ראשוני בעל מבנה שונה מאלה של חומרי נפץ ראשוניים מסורתיים (כגון: כספית רועמת, אזידעופרת, סטיפנט עופרת, ניקל הידרזין פרכלורט, אמוניום נחושת ועוד).
חומרי נפץ ראשוניים הם סוג של חומרים כימיים עתירי אנרגיה המשמשים לייזום נפיצים ביישומים מסחריים, צבאיים וחקר החלל. במהלך 150 השנים האחרונות, חומרים רבים מסוגים שונים נבחנו כחומרי נפץ ראשוניים אפשריים.
חומרים מבוססי-מתכות, חומרים מבוססי-אשלגן וחומרים אורגניים. החסרונות שלהם: חומרים מבוססי-מתכות מכילים מתכות כבדות ורעילות, לחומרים אורגניים תגובה כימית אלימה, ולחומרים מבוססי-אשלגן נדרשת סינתזה בעלות גבוהה וביצועי היזימה שלהם חלשים יחסית.
הדיווח במחקר נשמע מבטיח: התהליך הסינתטי של DPPE-1 הוא פשוט מאוד, ירוק, וחסכוני, החומר נקי ממתכות כבדות ורכיבים אורגניים רעילים, הוא מפגין יציבות טובה בחשיפה לאוויר, ללחות, לאור שמש ולחום, יש לו רגישות מכנית קבילה, וביצועי היזימה שלו משתווים לאלו של חומרי הנפץ החזקים ביותר שדווחו עד כה. ארחיב מעט בנושאים אלו.
התהליך הסינתטי: החומר סונתז בשיטה ירוקה פשוטה של סיר אחד בתמיסה מימית בטמפרטורת החדר.
בדיקות יציבות באוויר, בלחות, באור שמש, בחום ובגירויים מכניים, ויציבות באחסון לטווח ארוך: נמצא, שגם בחשיפה לאוויר במשך 6 חודשים או לחות במשך מספר ימים, לא נצפו שינויים בצבע ובמורפולוגיה. היציבות הכימית אומתה עוד על ידי בדיקת יציבות באור, שהראתה ש-DPPE-1 נשאר במצבו המקורי לאחר שעתיים של חשיפה לקרינת שמש ישירה ו-30 יום של חשיפה לאור השמש בתנאי הסביבה.
בהערכת היציבות בעומס חום נמצא, שהפירוק התרמי שלו מתרחש בטמפרטורת התחלה של 161.3 מעלות צלזיוס.
מדובר ביציבות תרמית סבירה, העונה על רוב הצרכים הצבאיים והאזרחיים, והנמוכה מזו של חומרים אנרגטיים מבוססי-פרכלורט. בדיקת יציבות באחסון לטווח ארוך בוצעה על ידי אחסון בלחץ אטמוספרי גבוה למשך 48 שעות. התוצאות הראו, כי אובדן המסה היה כמעט זניח,מה שמצביע על יציבות אחסון מצוינת לטווח ארוך.
בדיקת הרגישות המכנית של החומר: נמצא, שרגישות הפגיעה שלו דומה לזו שדווחה עבור רוב חומרי הנפץ העיקריים, ושרגישות החיכוך טובה יותר מזו של חומר נפץ צבאי ראשוני הנמצא בשימוש נרחב (1,5-di(nitramino)tetrazole) . לפיכך, יש לו רגישות מכנית קבילה.
מאזן החמצן של DPPE-1 גבוה יותר מאלה של חומרים יוזמים אחרים, ויתכן שמדובר במאזן החמצן הגבוה ביותר עבור חומר נפץ ראשוני עד כה.
ביצועי יזימה: "מיטען ראשוני מינימלי" הוא הפרמטר החשוב ביותר להערכת ביצועי היזימה של חומר נפץ ראשוני. נמצא, ש-5 מיליגרם של DPPE-1 מסוגלים גם ליזום RDX בצורה אמינה, מה שהופך אותו לחומר יוזם יעיל.
עוד נמצא, שביצועי היזימה שלו עדיפים בהרבה על אלה של חומרי נפץ ראשוניים ירוקים אחרים,שדווחו לאחרונה, ודומים לאלו של חומרי הנפץ העיקריים החזקים ביותר.
ביצועי הייזום המצוינים של DPPE-1 יהוו בתעשייה יתרונות כלכליים, חברתיים וסביבתיים מצוינים, ויתרמו להפחתה משמעותית בייצור חומרי נפץ ראשוניים ולהפחתת סיכונים סביבתיים ונפגעים. חישובים הראו, שרוב תוצרי הפיצוץ של DPPE-1 פחות רעילים בהשוואה לחומרי נפץ אחרים או אינם רעילים כלל.
עד כאן תמצית המחקר החדש. ומה זה אומר לגבינו, בישראל?
ובכן חוק חמרי נפץ, תשי"ד-1954, מגדיר בסעיף 1 "חומר מאושר" כ"חומר נפץ שהממשלה אישרה אותו, באכרזה שפורסמה ברשומות, לענין חוק זה", ו"חומרבלתי מאושר" כ"חומר נפץ שאינו חומר מאושר". החוק מאפשר לאדם לייצר חומר מאושר רק "במפעל חומרי נפץ ולפי היתר מאת שר", ולהחזיק חומר מאושר ולאחסן אותו אך ורק במחסן לחמרי נפץ.
אם מדובר בחומר בלתי מאושר, החוק מאפשר לאדם ייצור שלו רק "לשם נסיונות מדעיים בלבד ולפי היתר מאת שר או במפעל חומרי נפץ ביטחוני", ולהחזיק ולאחסן אותו לפי היתר החסנה מאת מפקח ורק אם יוצר החומר לפי היתר כאמור.
אכרזת חומרי נפץ (חומרי נפץ מאושרים), תשנ"ט-1999, מפרטת בסוג 1 "חומרי נפץ ראשוניים כגון: אזיד עופרת, כספית רועמת, שטיפנט עופרת".
DPPE-1 הוא חומר נפץ ראשוני. השאלה האם DPPE-1 (במקרה שלפנינו, אבל גם כל חומר נפץ ראשוני אחר) הוא גם "חומר מאושר" כמשמעותו חוק חמרי נפץ, תשי"ד-1954, גם אם הוא לא מצוין בשמו במפורש באכרזת חומרי נפץ (חומרי נפץ מאושרים), תשנ"ט-1999?
תשובה חיובית לשאלה תיתמך בכך, שתחילתו של סוג 1 באכרזה היא מעין כותרת: "חומרי נפץ ראשוניים", אחריה באה המילה "כגון", ואחריה באות שלוש דוגמאות: "אזיד עופרת, כספית רועמת, שטיפנט עופרת".
ניתן להבין, שכל חומרי הנפץ הראשוניים הם חומרים מאושרים גם אם לא צוינו בשמם במפורש.
האמנם? בית המשפט יחליט.
המידע מתוך פרסומים, שהופיעו בקבוצת ה-LinkedIn, שאני מנהל Explosives / Blasting (Energetic Materials) OSH
חומרי נפץ ראשוניים הם סוג של חומרים כימיים עתירי אנרגיה המשמשים לייזום נפיצים ביישומים מסחריים, צבאיים וחקר החלל
Photo by National Cancer Institute on Unsplash
פֶּרוֹבְסקיט (Perovskite) הוא שמו של המינרל קלציום (סידן) טיטנאט, שהתגלה בהרי אורל שברוסיה, והוא קרוי על שם המינרלוג הרוסי פרובסקי (Perovski). הפרובסקיט הפך לשם עבור משפחה גדולה של חומרים, שהם בעלי מבנה גבישי דומה.
בסוף החודש שעבר (נובמבר 2023) פורסם בכתב העת Nature Communications (open access) מחקר חדש על פרובסקיט אנרגטי DPPE-1, חומר נפץ ראשוני בעל מבנה שונה מאלה של חומרי נפץ ראשוניים מסורתיים (כגון: כספית רועמת, אזידעופרת, סטיפנט עופרת, ניקל הידרזין פרכלורט, אמוניום נחושת ועוד).
חומרי נפץ ראשוניים הם סוג של חומרים כימיים עתירי אנרגיה המשמשים לייזום נפיצים ביישומים מסחריים, צבאיים וחקר החלל. במהלך 150 השנים האחרונות, חומרים רבים מסוגים שונים נבחנו כחומרי נפץ ראשוניים אפשריים.
חומרים מבוססי-מתכות, חומרים מבוססי-אשלגן וחומרים אורגניים. החסרונות שלהם: חומרים מבוססי-מתכות מכילים מתכות כבדות ורעילות, לחומרים אורגניים תגובה כימית אלימה, ולחומרים מבוססי-אשלגן נדרשת סינתזה בעלות גבוהה וביצועי היזימה שלהם חלשים יחסית.
הדיווח במחקר נשמע מבטיח: התהליך הסינתטי של DPPE-1 הוא פשוט מאוד, ירוק, וחסכוני, החומר נקי ממתכות כבדות ורכיבים אורגניים רעילים, הוא מפגין יציבות טובה בחשיפה לאוויר, ללחות, לאור שמש ולחום, יש לו רגישות מכנית קבילה, וביצועי היזימה שלו משתווים לאלו של חומרי הנפץ החזקים ביותר שדווחו עד כה. ארחיב מעט בנושאים אלו.
התהליך הסינתטי: החומר סונתז בשיטה ירוקה פשוטה של סיר אחד בתמיסה מימית בטמפרטורת החדר.
בדיקות יציבות באוויר, בלחות, באור שמש, בחום ובגירויים מכניים, ויציבות באחסון לטווח ארוך: נמצא, שגם בחשיפה לאוויר במשך 6 חודשים או לחות במשך מספר ימים, לא נצפו שינויים בצבע ובמורפולוגיה. היציבות הכימית אומתה עוד על ידי בדיקת יציבות באור, שהראתה ש-DPPE-1 נשאר במצבו המקורי לאחר שעתיים של חשיפה לקרינת שמש ישירה ו-30 יום של חשיפה לאור השמש בתנאי הסביבה.
בהערכת היציבות בעומס חום נמצא, שהפירוק התרמי שלו מתרחש בטמפרטורת התחלה של 161.3 מעלות צלזיוס.
מדובר ביציבות תרמית סבירה, העונה על רוב הצרכים הצבאיים והאזרחיים, והנמוכה מזו של חומרים אנרגטיים מבוססי-פרכלורט. בדיקת יציבות באחסון לטווח ארוך בוצעה על ידי אחסון בלחץ אטמוספרי גבוה למשך 48 שעות. התוצאות הראו, כי אובדן המסה היה כמעט זניח,מה שמצביע על יציבות אחסון מצוינת לטווח ארוך.
בדיקת הרגישות המכנית של החומר: נמצא, שרגישות הפגיעה שלו דומה לזו שדווחה עבור רוב חומרי הנפץ העיקריים, ושרגישות החיכוך טובה יותר מזו של חומר נפץ צבאי ראשוני הנמצא בשימוש נרחב (1,5-di(nitramino)tetrazole) . לפיכך, יש לו רגישות מכנית קבילה.
מאזן החמצן של DPPE-1 גבוה יותר מאלה של חומרים יוזמים אחרים, ויתכן שמדובר במאזן החמצן הגבוה ביותר עבור חומר נפץ ראשוני עד כה.
ביצועי יזימה: "מיטען ראשוני מינימלי" הוא הפרמטר החשוב ביותר להערכת ביצועי היזימה של חומר נפץ ראשוני. נמצא, ש-5 מיליגרם של DPPE-1 מסוגלים גם ליזום RDX בצורה אמינה, מה שהופך אותו לחומר יוזם יעיל.
עוד נמצא, שביצועי היזימה שלו עדיפים בהרבה על אלה של חומרי נפץ ראשוניים ירוקים אחרים,שדווחו לאחרונה, ודומים לאלו של חומרי הנפץ העיקריים החזקים ביותר.
ביצועי הייזום המצוינים של DPPE-1 יהוו בתעשייה יתרונות כלכליים, חברתיים וסביבתיים מצוינים, ויתרמו להפחתה משמעותית בייצור חומרי נפץ ראשוניים ולהפחתת סיכונים סביבתיים ונפגעים. חישובים הראו, שרוב תוצרי הפיצוץ של DPPE-1 פחות רעילים בהשוואה לחומרי נפץ אחרים או אינם רעילים כלל.
עד כאן תמצית המחקר החדש. ומה זה אומר לגבינו, בישראל?
ובכן חוק חמרי נפץ, תשי"ד-1954, מגדיר בסעיף 1 "חומר מאושר" כ"חומר נפץ שהממשלה אישרה אותו, באכרזה שפורסמה ברשומות, לענין חוק זה", ו"חומרבלתי מאושר" כ"חומר נפץ שאינו חומר מאושר". החוק מאפשר לאדם לייצר חומר מאושר רק "במפעל חומרי נפץ ולפי היתר מאת שר", ולהחזיק חומר מאושר ולאחסן אותו אך ורק במחסן לחמרי נפץ.
אם מדובר בחומר בלתי מאושר, החוק מאפשר לאדם ייצור שלו רק "לשם נסיונות מדעיים בלבד ולפי היתר מאת שר או במפעל חומרי נפץ ביטחוני", ולהחזיק ולאחסן אותו לפי היתר החסנה מאת מפקח ורק אם יוצר החומר לפי היתר כאמור.
אכרזת חומרי נפץ (חומרי נפץ מאושרים), תשנ"ט-1999, מפרטת בסוג 1 "חומרי נפץ ראשוניים כגון: אזיד עופרת, כספית רועמת, שטיפנט עופרת".
DPPE-1 הוא חומר נפץ ראשוני. השאלה האם DPPE-1 (במקרה שלפנינו, אבל גם כל חומר נפץ ראשוני אחר) הוא גם "חומר מאושר" כמשמעותו חוק חמרי נפץ, תשי"ד-1954, גם אם הוא לא מצוין בשמו במפורש באכרזת חומרי נפץ (חומרי נפץ מאושרים), תשנ"ט-1999?
תשובה חיובית לשאלה תיתמך בכך, שתחילתו של סוג 1 באכרזה היא מעין כותרת: "חומרי נפץ ראשוניים", אחריה באה המילה "כגון", ואחריה באות שלוש דוגמאות: "אזיד עופרת, כספית רועמת, שטיפנט עופרת".
ניתן להבין, שכל חומרי הנפץ הראשוניים הם חומרים מאושרים גם אם לא צוינו בשמם במפורש.
האמנם? בית המשפט יחליט.
המידע מתוך פרסומים, שהופיעו בקבוצת ה-LinkedIn, שאני מנהל Explosives / Blasting (Energetic Materials) OSH
