CN102875266B - 硝化甘油射线级仿真炸药模拟物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及硝化甘油射线级仿真炸药模拟物，属于含能材料与模拟仿真技术领域。本发明的硝化甘油射线级仿真炸药模拟物，该模拟物的具体制备方法：按照质量比19.8∶102.6∶198.5∶106.5的比例关系称取尿素、水、甘油、丙二酸，在600r/min的搅拌速度下，向水内加入尿素，搅拌至尿素完全溶解；再向混合液内加入甘油，加入完毕后调整搅拌速度1200r/min，搅拌10min使溶液完全混匀；然后将混合液升温至80℃，保持80℃恒温并在1200r/min的搅拌条件下，以20g/min的速度加入丙二酸，加入完毕后继续搅拌30min，冷却至常温后出料，即可得硝化甘油射线级仿真炸药模拟物。本发明可以替代硝化甘油炸药进行安检仪等仪器的校正，避免了安全隐患。

Description

硝化甘油射线级仿真炸药模拟物
技术领域
本发明涉及硝化甘油射线级仿真炸药模拟物，属于含能材料与模拟仿真技术领域。
背景技术
随着恐怖升级，反恐力量正在不断加强，恐怖与反恐怖的较量还要持续一段时间。机场、车站、码头以及人群集中较密集的地方和重要场所一直是恐怖分子袭击的对象。因而各国加强对各种不同路径的行李和人员的携带物都应进行安全检查。安检仪识别物质是否为爆炸危险品前，需要有相应的参照。通常情况下，爆炸危险品实物不宜直接作为参照物，主要是由于爆炸危险品的不安全性和人们对炸药的心里恐惧性。尤其在机场、车站、码头等安检场所，对安检仪的定期校验或标定更为突出。
以硝化甘油为例，该危险品是一种无色透明液体，爆炸性极强而又非常不稳定性，稍有摩擦即可发生爆炸，在安检仪的校正中，采用真实炸药进行校验或标定具有极高的危险性。
以射线级模拟物作为判定爆炸危险品的样品，可以从密度、原子序数、化学元素组成三方面仿真辨别爆炸危险品，一定程度上可以帮助全球安检人员和公安系统人员在尽可能减少不安全不稳定等因素情况下校验仪器或标定爆炸危险品。
美国、英国和以色列也制备了一些炸药的模拟物，其密度和原子序数与真实物相近，但元素组成、元素百分含量和物态不一定符合于真实炸药，属于射线级仿真模拟物。但到目前为止，没有检索到硝化甘油射线级仿真模拟物及其相关资料。文中所作的射线级仿真模拟物，在原子序数方面与真实炸药相近，密度相近，元素组成也基本符合。
发明内容
本发明的目的是为了解决以硝化甘油危险品实物直接作为安检仪识别的参照物，具有极高的危险性，而提供与硝化甘油具有相近密度、原子序数、化学元素组成的射线级仿真模拟物，在保证安检仪识别物质准确性的同时，又避免了采用实物作为参照物的危险性。
本发明的设计思路是：射线级仿真炸药模拟物主要考虑密度、原子序数、化学元素组成三方面，元素百分含量和物态可以不同，化学元素组成可以由配方所含各个元素的组成看出，密度通过密度计测量可得，原子序数通过公式计算可得。首先是密度问题，寻求配方的时候要选择与硝化甘油密度相近的物质，从密度相近的物质中，选择原子序数与硝化甘油尽可能相近的物质，原子序数通过专门的公式进行计算，同时还要考虑配方中是否都含有硝化甘油中所包括的元素，综合考虑密度、原子序数和元素百分含量方面的关系，力求模拟物在原子序数、密度等方面与真实炸药相一致。
1、寻求与模拟物密度相近的配方
根据硝化甘油分子中构成的元素考虑，配方中需含有CHON，充分考虑密度的因素，寻求与硝化甘油密度相近的物质，或者选择固体物质溶于液体物质以增大配方的密度，选择小分子化合物在理论上混合后的组成，按公式计算其原子序数，其混合物的原子序数应与硝化甘油相近。
2、用原子序数求解模拟组成
按照公式的方法对硝化甘油的组成及原子序数进行计算，经计算，元素组成百分含量越接近，原子序数越吻合，与易爆的硝化甘油分子才更加精确，所以寻找配方的时候可以尽可能的往元素百分含量相近的物质上靠拢。
Z eff = [ Σ i = 1 M a i · Z i 3.5 / Σ i = 1 M a i ] 1 / 3.5
其中ai＝mi·Zi/Ai，Ai是元素i的原子重量，Zi是原子序数，mi是有效质量。
3、精确计量，预混与组装模拟物。
在配制过程中不是简单的混合，如果是固体物质相互混合或者固液混合，则是将一部分材料加热至熔点，使其熔化后与其它组份预先制得预复合材料A，待完全分散混合均匀后再将第三种材料加入，在高速搅拌和升温条件下进行组装，而有的材料则通过分散，解决相溶性，如含水应制得有机元素包裹水分子(主要是指微量水份含量时)，使模拟物具有优良的相溶性，不呈现分层现象而得到相应的炸药模拟物。如果是液体相互混合，直接两种液体相互混溶组装即可。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的硝化甘油射线级仿真炸药模拟物的配方如下：
配方：该模拟物是通过尿素、水、甘油、丙二酸按照质量比19.8:102.6:198.5:106.5制备而成。
本发明采用配方制备该模拟物的具体制备步骤如下：
按照上述配方的比例关系称取尿素、水、甘油、丙二酸，在600r/min的搅拌速度下，向水内加入尿素，搅拌至尿素完全溶解；再向混合液内加入甘油，加入完毕后调整搅拌速度到1200r/min，搅拌10min使溶液完全混匀；然后将混合液升温至80℃，保持80℃恒温并在1200r/min的搅拌条件下，以20g/min的速度加入丙二酸，加入完毕后继续搅拌30min，冷却至常温后出料，即可得硝化甘油射线级仿真炸药模拟物。
有益效果
本发明制备的硝化甘油射线级仿真模拟物，不仅在密度、原子序数上与真实炸药相近，而且在元素组成方面也与真实炸药相吻合，但其分子结构与真实炸药具有本质的不同，不发生爆炸。从而避免了公共场所使用真实炸药带来的危险，可以替代炸药进行安检仪等仪器的校正，减少了使用过程中的一些不安全因素，并且能重复使用，对仪器的校正等具有重要意义，并可用于教学样品。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的内容作进一步描述。
实施例
1000ml干净三角烧瓶，放入磁子以备搅拌，加入精确计量的水102.60g，开启搅拌，调整搅拌速度为600r/min，加入尿素19.80g，搅拌至尿素完全溶解，再加入准确称量的甘油198.50g，加入完毕后调整搅拌速度到1200r/min，搅拌10min至溶液完全混匀，开启升温至80℃，保持80℃恒温并在1200r/min的搅拌条件下，以20g/min的速度加入丙二酸106.50g，加入完毕后继续搅拌30min，冷却至常温后出料，即可得硝化甘油射线级仿真炸药模拟物。经计算和测量，模拟物原子序数与硝化甘油相近，测得密度相近，可做为射线级仿真炸药模拟物。
实施例中硝化甘油射线级仿真模拟物的原子序数和密度与硝化甘油真实样品数据对比如下表所示

Claims (1)

1.硝化甘油射线级仿真炸药模拟物，其特征是该模拟物的具体制备步骤如下：
按照质量比19.8:102.6:198.5:106.5的比例关系称取尿素、水、甘油、丙二酸，在600r/min的搅拌速度下，向水内加入尿素，搅拌至尿素完全溶解；再向混合液内加入甘油，加入完毕后调整搅拌速度到1200r/min，搅拌10min使溶液完全混匀；然后将混合液升温至80℃，保持80℃恒温并在1200r/min的搅拌条件下，以20g/min的速度加入丙二酸，加入完毕后继续搅拌30min，冷却至常温后出料，即可得硝化甘油射线级仿真炸药模拟物。
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