мини|десно|Različiti detonatori: 1) Gornji deo: mali nonel detonator sa kašnjenjem od 2 ms za povezivanje nonel cevi; 2) Srednji: SPD detonator klase B; 3) Dole: SPD detonator klase C. thumb|Ubacivanje detonatora u blokove eksploziva C-4
Detonatori se obično koriste u eksplozivima, ponekad se naziva i kapisla za eksploziju, je mali osetljiv uređaj koji se koristi da izazove veći, snažniji ali relativno neosetljiviji sekundarni eksploziv. Postoje više vrsta detonatora u zavisnosti od načina na koji su pokrenuti (hemijski, mehanički ili električni) i detalja njihovog unutrašnjeg rada, koji često uključuje nekoliko faza. Oni uključuju neelektrične kapisle, električne kapisle i tradicionalne kapisle, pri čemu su poslednja dva najčešća. Električni tipovi se aktiviraju kratkim naletom struje koja se šalje do kapisle, pomoću mašine sa akumulatorom povezane preko dugačke žice ili radio kontrolisanog izvora kako bi se osigurala sigurnost. Aktiviraju se tako što se žice stave na električnu kapislu ili detonator i to se stavi u eksploziv, pa druga strana se poveže na uređaj sa akumulatorom. Detonacija se vrši u sekundi može i baterija od 9 volti da se koristi ali na mnogo manjoj udaljenosti za razliku od akumulatora.
Detonatori su ključni elementi u upravljanju eksplozivima, bilo u civilnoj ili vojnoj upotrebi. Postoje različite vrste detonatora, uključujući električne, neelektrične i elektronske, koje se koriste u različitim primenama. Prvobitno su detonatori bili primitivni, koristeći fitilj za iniciranje eksploziva. Moderniji pristupi uključuju električne detonatore koji koriste različite vrste primarnih eksploziva, kao što su azid olova ili stižnati olova, te sekundarni eksplozivi poput TNT-a ili PETN-a. Ovi detonatori su dizajnirani kao višestepeni uređaji, gde inicijalni izvor energije (kao što je električna struja ili mehanički šok) aktivira primarni eksploziv, koji zatim detonira manju količinu snažnijeg sekundarnog eksploziva. Ova sekundarna faza nosi detonaciju kroz kućište detonatora do glavnog eksplozivnog sredstva.
Inovacije u tehnologiji detonatora uključuju razvoj elektronskih detonatora, koji pružaju precizniju kontrolu kašnjenja, i bežičnih elektronskih detonatora, koji koriste šifrovane radio signale za komunikaciju s detonatorima. Ovi moderni detonatori omogućavaju naprednije i sigurnije metode eksplozije, posebno u rudarstvu i građevinarstvu.
U civilnom sektoru, posebno u rudarstvu, elektronski detonatori su cenjeni zbog svoje preciznosti u određivanju kašnjenja. Ovi detonatori mogu biti programirani u milisekundnim ili sub-milisekundnim intervalima, što omogućava vrlo preciznu kontrolu eksplozije. Neelektrični detonatori, koji koriste šok-cijev za iniciranje eksplozije, također su popularni zbog svoje otpornosti na struje koje bi mogle uzrokovati nenamjerne detonacije.
Tradicionalne kapisle imaju osigurač koji se pali od izvora plamena, kao što je šibica ili upaljač. Vremenski detonatori rade na vreme, oni imaju tajmer gde se namesti vreme detonacije i kada vreme istekne eksploziv se aktivira.
Stari detonatori su koristili živin fulminat kao primarni eksploziv, često pomešan sa kalijum hloratom da bi se postigao bolji učinak. Ovo jedinjenje je zamenjeno drugim: olovnim azidom, olovnim stifnatom, nekim aluminijumom ili drugim materijalima kao što je DDNP (diazo dinitro fenol) da bi se smanjila količina olova koja se emituje u atmosferu eksploatacijom ruda i kamena. Takođe često koriste malu količinu TNT-a ili tetrila u vojnim detonatorima i PETN-a u komercijalnim detonatorima.
Važno je napomenuti da su detonatori, iako su mali, vrlo opasni i sadrže dovoljno primarnog eksploziva da mogu nanijeti ozljede. Stoga je ključno da se oni rukuju s odgovarajućom pažnjom i da osoblje bude obučeno za njihovo rukovanje.
Istorija
Prva kapisla za eksploziju ili detonator demonstrirana je 1745. godine kada je britanski lekar i apotekar Vilijam Votson (lekar) pokazao da električna iskra mašine za trenje može da zapali crni barut, tako što će zapaliti zapaljivu supstancu pomešanu sa crnim barutom. From p. 500: "But I can, at pleasure, fire gunpowder, and even discharge a musket, by the power of electricity, when the gunpowder has been ground with a little camphor, or with a few drops of some inflammable chemical oil."
Godine 1750, Bendžamin Frenklin u Filadelfiji je napravio komercijalnu kapislu koja se sastojala od papirne cevi pune crnog praha, sa žicama koje vode sa obe strane i vatom zatvarajući krajeve. Dve žice su se približile, ali se nisu dodirnule, tako da bi veliko električno pražnjenje između dve žice ispalilo poklopac. , p. 92. From p. 92: "A small cartridge is filled with dry powder, hard rammed, so as to bruise some of the grains; two pointed wires are then thrust in, one at each end, the points approaching each other in the middle of the cartridge till within the distance of half an inch [1.27 cm]; then, the cartridge being placed in the circle [i.e., circuit], when the four [Leyden] jars are discharged, the electric flame leaping from the point of one wire to the point of the other, within the cartridge amongst the powder, fires it, and the explosion of the powder is at the same instant with the crack of the discharge."
Godine 1832, američki hemičar Robert Hare proizveo je vrući detonator to jest zagrejani detonator, iako su ranije slično pokušali Italijani Volta i Kavalo. Hare je konstruisao svoju kapislu za eksploziv tako što je provlačio višestruku žicu kroz punjenje baruta unutar limene cevi; presekao je sve osim jedne fine žice višestruke žice tako da je fina žica služila kao vruća žica za most. Kada je jaka struja iz velike baterije (koju je on nazvao "deflagrator" ili "kalorimotor") prošla kroz fini pramen, ona je postala užarena i zapalila punjenje baruta.Hare, Robert The Mechanics' Magazine , 17: 266–267.Note: Robert Hare had constructed his large battery (or "deflagrator" or "calorimotor", as he called it) in 1821. See: Hare, R. (1821) [https://www.biodiversitylibrary.org/item/51988#page/115/mode/1up , 3: 105–117.
Godine 1863, Alfred Nobel je shvatio da, iako nitroglicerin ne može biti detoniran fitiljem, može biti detoniran eksplozijom malog punjenja baruta, koji je zauzvrat bio zapaljen od fitilja.Patent for nitroglycerin: Nobel, A., British patent no. 1,813 (July 20, 1864). U roku od godinu dana, dodavao je živin fulminat u barutno punjenje svojih detonatora, a do 1867. je koristio male bakarne kapsule živinog fulminata, koje je aktivirao fitilj, da detonira nitroglicerin.See: Patent for dynamite: Nobel, Alfred, English patent no. 1,345 (May 7, 1867). , U.S. patent no. 78,317 (May 26, 1868). (See p. 2 for the description of the "percussion-cap".)
Godine 1868. Henri Džulijus Smit iz Bostona predstavio je kapislu koja je kombinovala upaljač iskrišta i živin fulminat, prvu električnu kapislu koja je mogla da detonira dinamit. U.S. Patent no. 79,268 (June 23, 1868).
Smit je 1875. godine, a zatim 1887. Peri G. Gardner iz Severnog Adamsa, Masačusets — razvili su električne detonatore koji su kombinovali detonator vruće žice sa eksplozivom sa živinim fulminatom.See: U.S. Patent no. 173,681 (February 15, 1876). U.S. Patent no. 225,173 (March 2, 1880). U.S. Patent no. 377,851 (February 14, 1888). Ovo su generalno bile prve kapisle za miniranje modernog tipa. Moderne kapisle koriste različite eksplozive i odvojena primarna i sekundarna eksplozivna punjenja, ali su generalno veoma slične Gardnerovim i Smitovim kapislama.
Smit je takođe izumeo prvo zadovoljavajuće prenosivo napajanje za paljenje kapisli: visokonaponski magnet koji je pokretan zupčanikom, koji se pokreće T-ručkom koja je gurnuta nadole.See: U.S. Patent no. 201,296 (January 17, 1878). U.S. Patent no. 353,827 (December 7, 1886). U.S. Patent no. 534,289 (February 19, 1895).
Električne kapisle za aktiviranje eksploziva su razvijene početkom 1900-ih u Nemačkoj, a proširile su se na SAD 1950-ih kada je ICI International kupio Atlas Povder Co. Ove kapisle su postale dominantan tip svetskih standardnih kapisli.
Kapisla za detonaciju (detonator)
Kapisla za detonaciju je eksplozivna naprava koja se koristi za aktiviranje (detonaciju) sekundarnih eksploziva koji su manje osetljivi, ali jači, bezbedniji i bolji. Danas postoje mnoge vrste kapisli: električne, kapisle sa fitiljem itd. Potreba za njima nastaje usled manje osetljivosti sekundarnih eksploziva koji zahtevaju izvesni udarni talas kapisle da bi eksplodirali. Pritom ne postoji opasnost spontane eksplozije po čemu su primarni eksplozivi poznati (posebno nitroglicerin). Primarni eksplozivi se aktiviraju usled toplote, trenja, varnica, udarca ili bez vidljivih razloga (promena temperature od 1 ili 2 stepena), dok sekunadrni eksplodiraju zahvaljujući hemijskoj reakciji detonacije, pa se ove naprave nazivaju i detonatori (pogotovo u filmovima).
Kapisla se sastoji od inicijatora (razne vrste baruta), primarnog eksploziva (aceton-peroksid, živin fulminat, srebro azid) i glavnog eksplozivnog punjenja. Inicijator se pali na više načina i to razdvaja detonatore po vrstama. To se čini tankom žicom koja se zagreje pod dejstvom električne energije (električne kapisle), fitilja (kapisle sa fitiljem), električne šibice (vrlo rasprostranjeno danas).
Još jedna prednost kapisli je što mogu biti vezane u isto strujno kolo (električne) pa više eksplozivnih punjenja može biti istovremeno detonirano, što je naročito bitno u obaranju objekata (zgrada i mostova) i u rudarstvu.
Kapisle ili detonatori se mogu klasifikovati prema nekoliko faktora, uključujući:
Način inicijacije: * Električni detonatori: aktiviraju se propuštanjem struje kroz žicu. Električni detonatori su najčešći tip detonatora koji se koristi u rudarstvu, građevinarstvu i vojsci. * Neelektrični detonatori: aktiviraju se udarcem, trenjem ili plamenom. Neelektrični detonatori su manje uobičajeni od električnih detonatora, ali se koriste u nekim specijalnim primenama, kao što je na primer kod istraživanja nafte i gasa.
Vreme detonacije: * Trenutni detonatori: detoniraju odmah nakon inicijacije. * Vremenski detonatori: detoniraju nakon određenog vremena nakon inicijacije. Vremenski detonatori se koriste u situacijama kada je potrebno da se detonacija desiti u tačno određeno vreme.
Broj detonacija: * Jednostruki detonatori: detoniraju samo jednom. * Višestruki detonatori: mogu detonirati nekoliko puta. Višestruki detonatori se koriste u situacijama kada je potrebno da se detoniraju više eksplozivnih naboja istovremeno.
Upotreba detonatora:
Detonatori se koriste u širokom spektru primena, uključujući:
Rudarstvo: Detonatori se koriste za detonaciju eksploziva prilikom vađenja minerala i metala. Građevinarstvo: Detonatori se koriste za rušenje zgrada, mostova i drugih konstrukcija. Vojska: Detonatori se koriste u bombama, granatama i drugim eksplozivnim oružjima. Istraživanje nafte i gasa: Detonatori se koriste za perforaciju bušotina i stvaranje puteva za priliv nafte i gasa.
Svrha
Svrha detonatora je da inicira detonaciju eksploziva. Oni su ključni u situacijama gdje je potrebno kontrolisano i precizno aktiviranje eksploziva, poput rušenja zgrada, rudarskih operacija, ili u vojnim aplikacijama. Detonatori omogućavaju da se eksploziv aktivira na siguran i efikasan način, što je posebno važno kada se radi s visoko eksplozivnim materijalima koji zahtevaju veliku energiju za inicijaciju.
Detonatori su obično višestepeni uređaji koji uključuju:
Inicijalni Izvor Energije: Ovaj prvi korak uključuje izvor energije kao što je električna struja ili mehanički udar, koji je potreban za aktiviranje primarnog eksploziva. Primarni Eksploziv: Ovaj eksploziv se lako pali i koristi se za iniciranje sekundarnog eksploziva. Primeri primarnih eksploziva uključuju azid olova ili stižnat olova.