Explosive Materials: Classification, Current Apllications and Future Trends

Abstract

Explosives, which had a limited area of use for military and cultural purposes in antiquity, gained strategic importance by reaching a wide range of uses in both military and civilian fields with the invention of gunpowder, dynamite and modern explosives. This strategic importance has been supported by scientific and technological innovations and has increased even more with the accelerated arms races in line with the goals of states to become “regional power”, “global power” and “superpower”. In this study, criteria such as the bond structures, basıc elements and atomic nucleus weights of explosive materials are examined in detail; thus, it is aimed to make a comprehensive classification of explosive materials. Within the scope of the research, national and international literature was reviewed using qualitative methodology and it was found that existing classifications largely focus on chemical explosive materials, whereas nuclear explosives are neglected. In order to overcome this deficiency, a holistic classification system that handles chemical and nuclear explosives together was developed and criteria required for a substance to be considered as an explosive were determined. In addition, the destructive and constructive potentials of explosive materials and their areas of use were evaluated in this study, and potential future directions were discussed with a holistic approach. It is emphasized that interdisciplinary research should be encouraged for the development of environmentally friendly and sustainable explosive technologies. With this comprehensive analysis, it is aimed to provide value to both academic literature and practical applications by contributing to the existing body of knowledge on explosives.

Keywords

• Explosives
• Classification of explosives
• Chemical explosives
• Nuclear explosives

Patlayıcı Maddeler: Sınıflandırma, Günümüz Uygulamaları ve Geleceğe Yönelik Yönelimler

Abstract

Antik Çağ’da askerî ve kültürel amaçlarla sınırlı bir kullanım alanına sahip olan patlayıcı maddeler, barut, dinamit ve modern patlayıcıların icadıyla, hem askerî hem de sivil alanlarda geniş bir kullanım alanına ulaşarak stratejik bir önem kazanmıştır. Bu stratejik önem, bilimsel ve teknolojik yeniliklerle desteklenmiş; devletlerin “bölgesel güç”, “küresel güç” ve “süper güç” olma hedefleri doğrultusunda hızlanan silâhlanma yarışlarıyla daha da artmıştır. Bu çalışmada, patlayıcı maddelerin bağ yapıları, temel elementleri ve atom çekirdek ağırlıkları gibi kriterler detaylı bir şekilde incelenmiş; bu sayede, patlayıcı maddelerin kapsamlı bir sınıflandırmasının yapılması hedeflenmiştir. Araştırma kapsamında, nitel yöntem kullanılarak ulusal ve uluslararası literatür taranmış ve mevcut sınıflandırmaların büyük ölçüde kimyasal patlayıcı maddelere odaklandığı, buna karşın nükleer patlayıcıların ihmal edildiği tespit edilmiştir. Bu eksikliği gidermek amacıyla, kimyasal ve nükleer patlayıcıları bir arada ele alan bütüncül bir sınıflandırma sistemi geliştirilmiş ve bir maddenin, patlayıcı olarak kabul edilebilmesi için gerekli kriterler belirlenmiştir. Ayrıca çalışmada, patlayıcı maddelerin yıkıcı ve yapıcı potansiyelleri ile kullanım alanları değerlendirilmiş; mevcut durumları ve gelecekteki potansiyel yönelimleri bütüncül bir yaklaşımla ele alınmıştır. Çevreye duyarlı ve sürdürülebilir patlayıcı madde teknolojilerinin geliştirilmesi için disiplinler arası araştırmaların teşvik edilmesi gerektiği vurgulanmıştır. Bu kapsamlı analizle, patlayıcı maddeler konusundaki mevcut bilgi birikimine katkıda bulunarak hem akademik literatüre hem de pratik uygulamalara değer sağlanması amaçlanmaktadır.

Keywords

• Patlayıcılar
• Patlayıcı sınıflandırması
• Kimyasal patlayıcılar
• Nükleer patlayıcılar

References

1. Agrawal JP. 2010. High energy materials: propellants, explosives and pyrotechnics. Wiley-VCH, Weinheim, Germany, pp: 464.
2. Agrawal JP, Hodgson RD, 2007. Organic chemistry of explosive. John Wiley & Sons, Chichester, England, pp: 383.
3. Akhavan J. 2004. The chemistry of explosives. The Royal Society of Chemistry, Cambridge, UK, pp: 179.
4. Altgilbers LL, Baird J, Freeman BL, Lynch CS, Shkuratov SI, 2011. Explosive pulsed power. Imperial College Press, Singapore, India, pp: 596.
5. Aslan C, Işık G. 2024. Çin’in Doğu Türkistan’da uyguladığı nükleer denemeler ve bunun dünya basınına yansımaları. URL: https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/3860163 (accessed date: January 25, 2024).
6. Ateşeceloğlu S. 2011. Endüstriyel patlayıcı madde portföyü ve performansa dayalı seçim kriterleri. MSc thesis, Okan University, Graduate School of Natural and Applied Sciences, İstanbul, Türkiye, pp: 151.
7. Cooper PW. 1996. Explosives engineering. Wiley-VCH Inc., New York, USA, pp: 460.
8. Cooper PW, Kurowski SR, 1996. Introduction to the technology of explosives. Wiley-VCH Inc., New York, USA, pp: 224.

9. CTBTO. 1996. Comprehensive nuclear-test-ban treaty (CTBT) and text on the establishment of a preparatory commission for the comprehensive nuclear-test-ban treaty organization. URL: https://www.ctbto.org/sites/default/files/Documents/CTBT_English_withCover.pdf (accessed date: July 10, 2024).
10. ÇSGB. 2015. Yer altı ve yer üstü kömür ocakları ile yer altında faaliyet gösteren diğer maden ocaklarında çalışma koşullarının iyileştirilmesi programlı teftiş sonuç raporu. URL: https://www.csgb.gov.tr/rtb/yayinlar/ (accessed date: April 5, 2023).
11. Dursun H. 2007. Determination of the postexplosion residues of nitro group containing explosives in soil with gas chromatography-mass spectrometry and gas chromatography-termal energy analyser. MSc thesis, Middle East Technical University, Institute of Science, Ankara, Türkiye, pp: 71.
12. EGM. 2023. Sivil kullanım amaçlı patlayıcı maddeler. URL: https://www.egm.gov.tr/kurumlar/egm.gov.tr/IcSite/ozelguvenlik/SIVIL-KULLANIM-AMACLI-PATLAYICI-MADDELER-KITABI.pdf (accessed date: February 18, 2024).
13. Klapötke TM. 2017. Chemistry of high-energy materials. De Gruyter, Boston, Germany, pp: 385.
14. Meyer R, Köhler J, Homburg A. 2007. Explosives. Wiley-VCH, Weinheim, Germany, pp: 421.
15. OSHA. 2017. Process safety management for explosives and pyrotechnics manufacturing. URL: https://www.osha.gov/sites/default/files/publications/OSHA3912.pdf (accessed date: November 25, 2024).
16. Öz S, Atakol O. 2020. Bazı patlayıcı maddelerin termal analiz yöntemleriyle incelenmesi. İKSAD Publishing House, Ankara, Türkiye, pp: 154.
17. Özcan A. 1992. Âteş-i rûmî. In: Kollektif, editors. Türkiye Diyanet Vakfı İslam Ansiklopedisi. Türkiye Diyanet Vakfı Vakıf Yayınları, İstanbul, Türkiye, 4, pp: 559.
18. Siracusa JM. 2008. Nuclear weapons: a very short introduction. Oxford University Press, New York, USA, pp: 143.
19. Swahn J. 1992. The long-term nuclear explosives predicament: the final disposal of militarily usable fissile material in nuclear waste from nuclear power and from the elimination of nuclear weapons. PhD thesis, Chalmers University of Technology, Technical Peace Research Group, Göteborg, Sweden, pp: 250.
20. Thucydides. 1898. Thucydidis historiae. Hude C, editors. Aedibus B G Teubneri, Leipzig, Germany, pp: 352.
21. Türker L. Variş S, 2009. A review of polycyclic aromatic energetic materials. URL: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/10406630903135971 (accessed date: April 16, 2023).
22. Urbanski T. 1964. Chemistry and technology of explosives. Pergamon Press, New York, USA, pp: 635.
23. Vasiliev AA. 1943. Bizans İmparatorluğu tarihi (Mansel AM, trans.). Maarif Matbaası, İstanbul, Türkiye, pp: 540.
24. Weinheimer R. 2002. Properties of selected high explosives. URL: https://www.academia.edu/34451320/Properties_of_Selected_High_Explosives (accessed date: January 18, 2024).