Kaip veikia sprogmenys?

Yra dviejų tipų sprogmenys: mažai sprogstamosios medžiagos, tokios kaip parakas, ir stiprios sprogstamosios medžiagos, tokios kaip TNT. Mažos sprogstamosios medžiagos paprastai yra degiosios medžiagos ir oksidanto mišinys, kuris dega (deflagraduoja) greičiu nuo kelių cm/s iki 400 m/sek., bet dažniausiai apatiniame tos skalės gale. Stiprūs sprogmenys yra cheminiai junginiai (vienos rūšies molekulės), o ne du – jie detonuoja, o ne deflagruoja, sukeldami 1,000–9,000 m/sek viršgarsinę smūgio bangą.

Mažos sprogstamosios medžiagos veikia taip pat, kaip deginant medieną ar anglį: sujungus degią medžiagą su oksidatoriumi pakankamoje temperatūroje susidaro šiluma ir greitai besiplečiančios dujos. Priklausomai nuo deguonies lygio supančioje terpėje, defliacija vyksta didesniu ar mažesniu greičiu ir smarkiai. Aukštesniuose lygiuose deflagracijos primena detonacijas.

Sprogiosios medžiagos yra chemiškai nestabilūs junginiai, dažnai apimantys keletą nitratų grupių. Patekę į pakankamai šilumos ar mechaninio smūgio, didelės sprogstamosios medžiagos staiga pertvarko savo molekulinę struktūrą, suyra į reakcijos produktus ir proceso metu išskirdamos daug energijos.

Yra devynios pirminės reakcijos sekos, sudarančios didelių sprogstamųjų medžiagų detonavimo proceso dalis, vadinamos prioritetinėmis. Pavyzdžiui, 1 prioritetas apima metalo ir chloro derinį, išskiriant energijos perteklių procese. Kiti prioritetai apima vandenilio ir chloro, metalo su deguonimi, anglies ir deguonies, vandenilio ir deguonies, anglies monoksido ir deguonies, azoto su savimi, deguonies su savimi ir vandenilio sujungimą su savimi. Bet kuriame sprogmenyje gali įvykti kelios iš šių reakcijų, kurių kiekviena išskiria daug energijos.

Kadangi kai kuriems sprogmenims susprogdinti reikalingas didelis karštis, reikia įrengti sprogmenų grandines, kur vienas mažesnės energijos sprogmuo susprogdinamas sprogdinimo dangteliu, kuris vėliau sudaro pagrindą papildomos medžiagos sprogimui.
Keturios standartinės savybės, kurias turi turėti junginys arba mišinys, kad jį būtų galima kvalifikuoti kaip sprogstamąją medžiagą, yra greitas dujų plėtimasis, šilumos susidarymas (egzoterminė reakcija), reakcijos greitis ir reakcijos pradžia, o tai reiškia, kad sprogmuo gali užsidegti kontroliuojama mada. Kita pageidautina praktinio naudojimo sprogmenų kokybė yra ribotas toksiškumo kiekis.