松永猛裕「火薬のはなし 爆発の原理から身のまわりの火薬まで」講談社ブルーバックス

火薬はエネルギーを貯蔵できる素晴らしい化学物質です。
　　――まえがき

有機物質の可燃物は分子の中に水素や炭素があり、そのため可燃物となる。TNTは分子の中に可燃物と酸化剤が同居していると考えてよい。
　　――第１章　火薬の原理

炎色の研究は量子化学への入り口だ。
　　――第４章　花火

これら地震波の測定結果を踏まえて、NASAの科学者が月のモデルを作成したところ、「中身が空の、チタニウム合金製の球体」という説であった。
　　――第５章　火薬のいろいろな使い方

【どんな本？】

　火薬はなぜ爆発するのか。花火の火薬とダイナマイトとTNTは何が違うのか。研究者はどうやって火薬や爆薬を見つけるのか。なぜ花火には様々な色があるのか。そもそも火薬なんか物騒な事にしか役に立たないんじゃないの？

　産業技術総合研究所で火薬などの安全研究に携わる著者が、火薬や爆発の原理・歴史から、様々な爆発物の性質、今までにあった事故とその原因、そして自家用車などでの意外な使われ方まで、火薬についての全般を伝える一般向け科学解説書。

【いつ出たの？分量は？読みやすい？】

　2014年８月20日第１刷発行。新書版で横一段組み、本文約241頁。９ポイント26字×26行×241頁＝約162,916字、400字詰め原稿用紙で約408枚。文庫本なら少し薄めの一冊分だが、写真やイラストやグラフを多く収録しているので、実際の文字数は８～９割程度。

　文章はこなれている。が、内容はかなり専門的な部分もある。なんたって、第1章から化学式や亀の甲みたいな分子図が続々と出てくるし。私は化学が苦手なので、難しい所は飛ばして読んだが、それでも充分に楽しめた。

【構成は？】

　原則として頭から順に読むような構成になっている。が、冒頭は化学式など専門的な言葉が続くので、かなりとっつきにくい。わからなかったら、適当に飛ばして読もう。

• まえがき
• 第１章　火薬の原理
  • 1-1　普通の化学物質と火薬との違い
    火薬の基本／基本は燃えるものを燃やすこと／火薬の反応は酸化反応　燃焼、爆燃、そして爆轟／爆轟
  • 1-2　化合火薬の原理　エネルギー源
    エネルギー源／爆発性原子団　どんな化学構造が爆発するか？
  • 1-3　混合火薬の原理　可燃物と酸化剤
    可燃物になる元素／酸化剤になる元素／集合体としての可燃物と酸化剤
  • 1-4　化学反応から見た爆発の考察
    化学反応はなぜ起こる？　エンタルピー、エントロピー、そしてギブス自由エネルギー／混合火薬の劣化
  • 1-5　火薬は燃料としては最強ではない!?
    チョコチップクッキーはTNTの８倍のエネルギー！／爆薬の性能比較
• 第２章　サイエンスの視点で見た火薬
  • 2-1　高エネルギー物質
  • 2-2　高性能爆薬
    爆発威力の評価／GW/cm²という単位／「究極の爆薬」は？／高密度エネルギーにするための戦略／オクタニトロキュバイン／単結合窒素化合物　ポリ窒素化合物
  • 2-3　起爆薬
    雷汞／DDNP／アジ化鉛／トリシネート／シアヌール酸トリアジド
  • 2-4　熱発生剤　テルミット
    原理と組成物の例／可燃剤(燃えるもの)概論／酸化剤(燃やすもの)概論／実用化されているテルミット／テフロンが酸化剤？／マグテフ／鉄道レールを修復・接続するテルミット溶接技術／製鉄分野でも活躍するテルミット反応／テルミット反応を使う材料合成　燃焼合成／金属粉末の粉塵爆発危険と自然発火危険
  • 2-5　ガス発生剤
    窒素発生剤／水蒸気発生剤／酸素発生剤／煙発生剤
  • 2-6　耐熱爆薬
    TATB／HNS／TACOT／PXY／BTDAONAB
  • 2-7　困りものの爆発物
    金が爆発する！世界最古の起爆剤　雷金／爆発性のある銀化合物／三塩化窒素　プール施設で爆発!?

• 第３章　実用化されている火薬
  • 3-1　黒色火薬
    黒色火薬の特徴
  • 3-2　ロケット推進薬
    ロケットとミサイルの違い／ロケットの歴史は意外に古い！／コンポジット推進薬
  • 3-3　硝酸アンモニウムを使った爆薬
    硝酸アンモニウムの爆発事故／ANFO／含水爆薬　スラリー爆薬・エマルジョン爆薬／SMBE　爆薬中間体をサイトミキシング
  • 3-4　ダイナマイト
• 第４章　花火
  • 4-1　花火の歴史
    中国の歴史／日本で初めて花火を見たのは？／隅田川花火のはじまり　玉屋と鍵屋／ヨーロッパの歴史
  • 4-2　おもちゃ花火
    炎・火の粉・火花／回転、走行、飛翔／打ち上げ／爆発音／煙／おもちゃ花火の安全管理
  • 4-3　打ち上げ花火
    玉名　花火の名付け方
  • 4-4　仕掛け花火
  • 4-5　伝統花火
    手筒花火／伊那の綱火／秩父　龍勢
  • 4-6　花火に使われる化学物質
    酸化剤／可燃剤／効果剤　炎色／効果剤　キラキラ／バインダー(結合剤)／花火に用いられる代表的な組成物
  • 4-7　花火のサイエンス
    花火の燃焼機構／花火の発火現象　化学発光(ケミルミネセンス)／花火の炎色を測る／原子の発光スペクトル／分子の発光スペクトル／花火のキラキラ　白熱(インカンデセンス)
  • 4-8　花火の安全
    国内での事故例(失敗知識データベースより)／海外での事故例／ラボスケールでの各種感度評価／自然発火危険性の評価／野外大爆発実験／花火の安全化・高性能化へのチャレンジ　ポリマー成型花火／直径１cmの世界最小打ち上げ花火を作る／安全はすべてに優先する

• 第５章　火薬のいろいろな使い方
  • 5-1　着火・起爆装置
    専用の装置がないと爆発しない／花火で使われる着火装置／火工品／電気着火は点火玉／電気導火線／爆薬を起爆する電気雷管
  • 5-2　火薬を使った発破
    黒色鉱山火薬による花崗岩のマイルドな発破／海底発破／ビルの爆破解体ショーは日本では無理／人口雪崩
  • 5-3　ロケット・人工衛星
    いろいろなロケット／ペイロードとは？／火薬を使った溶融塩電池／ロケットに使われる火工品
  • 5-4　緊急時に使われる火工品
    緊急保安炎筒／海難救助用火工品
  • 5-5　自動車用安全装置
    運転者用フロントエアバッグ／助手席用エアバッグ／その他のエアバッグ／シートベルトプリテンショナー／歩行者保護のためのボンネット上昇装置とエアバッグ／ロールオーバー・プロテクション
  • 5-6　金属を無理矢理くっつける？　爆発圧着
  • 5-7　ドカンと一発！　ダイヤモンド合成
    もう一つの超硬物質　窒化ホウ素／超高圧は面白い
  • 5-8　物理探査　月面で人工地震をおこす
    物理探査／アポロ計画の人工地震／月は空洞になっていて、中には宇宙人が！
  • 5-9　大深度地下探索　まだ掘れるオイルとガス
    高温高圧の大深度地下で火薬を使う／シェールガス、シェールオイルの現状
  • 5-10　医療への応用
    体内の結石を爆破！／無針注射
  • 5-11　遺棄・老朽化化学兵器の無害化処理
    遺棄・老朽化化学兵器／爆縮を使った無害化処理
• 第６章　国内の法令および国際的な取り決め
  • 6-1　法令で定義する化学物質の危険有害性
  • 6-2　法令はインターネットで検索できる
  • 6-3　日本における火薬の定義
    火薬／爆薬／火工品／火薬類取締法は火薬として使うことが大前提／適用除外
  • 6-4　国際的な取り決め
    危険物輸送に関する国連勧告(TDG)／危険物輸送から世界調和へ／国連の危険物分類と定義／オレンジブックとパープルブック／火薬の輸送形態の実例／危険区分を決める国連勧告のフローチャート／フローチャートの中にある試験法
• 　さくいん

【感想は？】

　私が知りたかったのは、火薬と爆薬の違いだ。

　「銃の科学」で、爆発には２種類あると知った。爆燃と爆轟だ。違いは反応速度で、爆燃はミリ秒単位、爆轟はマイクロ秒単位。それこそ桁が違う。黒色火薬や花火は爆燃で、TNTなどの爆薬は爆轟。

　銃で使うのは爆燃で、爆薬だと銃が破裂してしまう。威力が強すぎるのだ。不純物を混ぜるとかして、なんとか調整できないの？と思ったんだが、どうやら無理らしい。組成も反応の形も、全く違うからだ。

　いずれも、化学エネルギーが解放されることで熱エネルギーに変わり、高温高圧のガスが噴き出す。たいていは何かと酸素が結合する、つまりは急激に燃えるって形だ。または、不安定な結合が安定した結合に変わるとか。

　ただし、火薬と爆薬は、酸素の在処が違う。火薬は酸素を含む物質(酸化剤)が、燃える物質と混ざっている。それに対し、爆薬は、同じ分子の中に可燃物と酸素の両方を含んでいる。距離が全然違うのだ。

　などといった原理の話が第１章～第２章に出てきて、これはかなり難しい。が、化学が苦手な人は、テキトーに読み飛ばそう。というか、私は読み飛ばした。以降の章では、意外な火薬の使い道や、花火の仕組みなどが出てきて、素人でも充分に楽しめる。

　火薬の使い道として、まず思い浮かぶのがは花火だ。これは後で述べるとして、「言われてみれば」なのが、ロケットの固形燃料。基本的な理屈はロケット花火と同じで、つまりは火薬を燃やしてるわけ。

　子供の頃、ロケット花火を池に向けて撃ったことがある。困ったガキだね。面白い事に、水の中でもロケット花火は燃え続けた。おかげで、火薬が燃えるのに酸素は要らないと、幼い頃に私は学んだ。えっへん←をい。なんでかというと、火薬の中に酸素が入っているから。固形燃料や花火も、同じ理屈だ。

　火薬は意外な所で使われている。分かり易いのが、パーティなどで使われるクラッカー。中には、物騒どころか、人を守るために使われている場合もある。あなたの自家用車にも、少なくとも二つ、火薬を使っているものがある。

　一つは緊急保安炎筒。急に車が動かなくなった時、他の車に事故を知らせるため光と煙を出す。もうひとつは、エアバッグだ。これを膨らませるのに、火薬を使っている。急いで膨らませるには、火薬を使うのが最も手ごろなのだ。

　ハイテクに感動したのが、爆発圧着。溶接しにくい二種類の金属を結合させるのに使う。要は爆発の圧力でくっつけちゃえって発想だ。チタンは腐食に強いが値段が高くて加工しにくい。そこで全体は軽くて安いアルミで作り、肝心の部分だけチタンにしたり。

　でもやっぱり、この季節に気になるのは花火。第4章をまるまる使って説明してくれるのが嬉しい。最近の花火は途中で色が変わったり、最後にキラキラ輝いたりする。

　花火の基本は黒色火薬なんだが、様々な工夫をこらしている。火が付くタイミングは導火線の長さで調整し、色は混ぜ物で創り上げる。この色、電子が関係してるあたりが、科学の意外な所。なんと炎色反応(→Wikippedia)の理屈なのだ。だもんで、本書では分光器で火薬の組成を調べてたり。野暮なんだかロマンチックなんだかｗ

　終盤では旧日本軍が国内に遺棄した毒ガスの話が出てきた。中国での遺棄兵器はニュースになったので知っていたが、考えてみれば、日本国内にも遺棄された化学兵器がある筈なんだよね。あんましニュースにならないけど。ニワカとはいえ軍ヲタなら、思いついて当然だろうに。

　物騒に思える火薬だが、花火はもちろん自動車の安全装置や金属加工、果ては医療など、実は様々な所で使われているし、そのために求められる性質も色とりどり。冒頭は専門的でとっつきにくいけど、中盤以降は素人でも楽しめる話が多い。「わからない所は読み飛ばす」姿勢で臨もう。

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