WO2005068932A1 - 爆破処理方法 - Google Patents

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WO2005068932A1
WO2005068932A1 PCT/JP2005/000662 JP2005000662W WO2005068932A1 WO 2005068932 A1 WO2005068932 A1 WO 2005068932A1 JP 2005000662 W JP2005000662 W JP 2005000662W WO 2005068932 A1 WO2005068932 A1 WO 2005068932A1
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pressure
oxygen
blasting
explosive
pressure vessel
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PCT/JP2005/000662
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Inventor
Shuzo Fujiwara
Takehiro Matsunaga
Katsuo Kurose
Kiyoshi Asahina
Kenji Koide
Original Assignee
National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B33/00—Manufacture of ammunition; Dismantling of ammunition; Apparatus therefor
    • F42B33/06—Dismantling fuzes, cartridges, projectiles, missiles, rockets or bombs
    • F42B33/067—Dismantling fuzes, cartridges, projectiles, missiles, rockets or bombs by combustion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
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    • C06B21/0091—Elimination of undesirable or temporary components of an intermediate or finished product, e.g. making porous or low density products, purifying, stabilising, drying; Deactivating; Reclaiming
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
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    • F42D—BLASTING
    • F42D5/00—Safety arrangements
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/16—Warfare materials, e.g. ammunition

Definitions

  • the present invention relates to a method for blasting explosives, and more particularly to a method for blasting explosives containing at least explosives and chemical agents, such as chemical weapons.
  • explosives for explosives have been used for general industries such as dynamite and for military purposes such as chemical weapons (eg, bullets, bombs, mines, mines).
  • chemical weapons eg, bullets, bombs, mines, mines.
  • explosives used for general industry, such as dynamite are mixed with an oxidizing agent etc. in consideration of the gas after the explosion, so that the oxygen balance becomes positive or not extremely negative. It has become.
  • explosives used for military purposes such as chemical weapons, are designed to have a negative oxygen balance with emphasis on destructive power.
  • Chemical weapons are also filled with explosives and other chemicals that are harmful to humans, such as sulfur mustard and lewisite.
  • the sealed pressure is set for the following reason. It is said that it is better to carry out the process in a container under a substantially vacuum.
  • the pressure in the pressure vessel can be maintained at a pressure lower than the atmospheric pressure (negative pressure) not only before the blast treatment but also after the blast treatment, it is possible to prevent external leakage of chemical agents contained in chemical weapons.
  • Patent document 1 JP-A-7-208899
  • Patent Document 2 JP-A-2002-39699
  • a pressure vessel (hereinafter referred to as a “vacuum pressure vessel”) capable of substantially reducing the pressure of a military explosive with a negative oxygen balance, such as TNT, ), A large amount of soot is generated because oxygen is not supplied.
  • chemicals charged in chemical weapons or attached to explosive parts may not be completely decomposed by the explosion. Therefore, when blasting chemical weapons in a vacuum pressure vessel, it is inevitable that soot contaminated with chemical agents will be generated. This soot is extremely fine particles, and if the inside of the pressure vessel is washed with a decontamination agent, there is a high possibility that the waste liquid system will be clogged. Removal or maintenance, and dangerous work in areas contaminated with chemicals harmful to the human body. In addition, since a large amount of time is required for decontamination work after the blast treatment, there is a problem that the number of times of blast treatment per day is limited.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides a blast treatment method capable of preventing the generation of soot in the blast treatment and improving the efficiency of decomposing chemical agents. To offer.
  • a blast treatment method for blasting an explosive having at least an explosive and a chemical agent in a sealed pressure vessel. Is decompressed or evacuated, and a predetermined amount of oxygen in which the oxygen balance in the pressure vessel is positive and the pressure in the pressure vessel after the blast treatment is lower than the pressure outside the pressure vessel, It is sealed in a pressure vessel and blasted.
  • oxygen balance in the pressure vessel refers to the total amount of explosives contained in a pressure vessel, including explosives, chemicals, and other explosives lOOg. This is a value that indicates the excess or deficiency of oxygen required in order to change into gas such as carbon dioxide, water vapor, nitrogen gas, etc., in grams.
  • the state of “the oxygen balance in the pressure vessel is brass” means that the above explosives have enough oxygen atoms or more to convert to all gases such as carbon dioxide gas, water vapor and nitrogen gas through the blasting process. Exists in a sealed pressure vessel prior to blasting.
  • the oxygen balance may be positive, but is preferably, for example, about 20 g or more.
  • the predetermined amount of oxygen means an oxygen force that satisfies a predetermined amount as the number of oxygen atoms.
  • oxygen contained in a molecule such as oxygen gas or ozone may be used as a peroxy acid. It may be one contained in a compound such as sodium dani sodium or peroxy dani magnesium. That is, there is no particular limitation on the state of existence of oxygen atoms.
  • the above-mentioned "to make a vacuum” means to make the inside of the container almost in a state of a vacuum obtained by a vacuum pump, and specifically, a pressure state of about 60 mmHg (8. OKPa) or less. It means to.
  • the vacuum may contain air, nitrogen gas, oxygen gas, argon gas, helium gas, carbon dioxide gas, and the like as gases in the container. In this specification, a state that is almost in a vacuum is also referred to as a vacuum state.
  • the internal volume of the "pressure vessel” is not particularly limited as long as it is larger than the volume of the gas generated by blasting the explosive and converted to normal atmospheric pressure.
  • the size of the gas exceeds about 30% of the volume of the generated gas in terms of room temperature and atmospheric pressure. Therefore, the above “pressure inside the pressure vessel after the blast treatment”
  • the pressure is not particularly limited as long as it is lower than the pressure, but is preferably about 530 mmHg (70.7 KPa) to 759 mmHg (101.2 KPa).
  • blast treatment refers to blasting an explosive by exploding an explosive in the explosive, and is not particularly limited by a known method.
  • the explosive is ignited using an ignition device. There is a method.
  • the carbon in the explosive in the pressure vessel after the blast treatment is reduced to carbon dioxide or monoacid.
  • the generation of soot is suppressed by changing to carbon dioxide gas. Therefore, decontamination of the pressure vessel is simplified, and the efficiency of the blast treatment can be improved.
  • the oxygen required for the combustion of explosives is present in the pressure vessel before the blast treatment, and is consumed by the amount required for the combustion, so that the burning time of the chemical agent during the blast treatment is maintained for a long time . Accordingly, for example, in the case of sulfur mustard, the decomposition efficiency of the chemical agent is improved such that the carbon chain is oxidized.
  • the pressure in the pressure vessel is maintained at a pressure lower than the atmospheric pressure (negative pressure) even after the blast treatment. Therefore, it is possible to prevent the pressure vessel force chemical agent from leaking.
  • part or all of the outside of the pressure vessel may be covered with another vessel, or the pressure outside the pressure vessel may be reduced. It may be maintained at a pressure higher than the atmospheric pressure.
  • the pressure outside the pressure vessel is determined relative to the pressure inside the vessel, and may be higher than the pressure inside the vessel.
  • the blast treatment method according to the present invention is not particularly limited.
  • the predetermined amount of oxygen is supplied by oxygen gas. According to this, the oxygen balance of the explosive in the container and the pressure in the container after the blast treatment can be set most easily. And the processing cost can be kept low.
  • an oxygen-containing compound of an alkali metal or an alkaline earth metal As the oxygen-containing compound of an alkali metal or an alkaline earth metal, an alkali metal peroxide compound or an alkaline earth metal peroxide compound is more preferable.
  • the alkali metal peroxide compound include sodium peroxide, lithium peroxide, rubidium peroxide, and cesium peroxide.
  • the alkaline earth metal peroxide compound include magnesium peroxide and barium peroxide.
  • the oxygen atoms constituting the oxygen-containing compound of the alkali metal or the alkaline earth metal are decomposed in the pressure vessel and provided as oxygen necessary for burning the explosive. You. As a result, the same effect as when oxygen gas is sealed in the pressure vessel can be obtained. Further, for example, in sulfur mustard, Louiside, etc., the alkali metal in the oxygen-containing compound of the alkali metal or alkaline earth metal is bonded to the chlorine atom in the chemical agent to change into an inorganic chlorine compound. Alternatively, an alkali metal or alkaline earth metal atom in an oxygen-containing compound of an alkaline earth metal can render the chemical agent harmless.
  • oxygen gas As a supply source of the predetermined amount of oxygen, oxygen gas, an oxygen-containing compound of an alkali metal or an oxygen-containing compound of an alkaline earth metal may be used in combination.
  • the predetermined amount of oxygen is an oxygen gas in which the pressure of the oxygen gas becomes 15% to 30% of the normal atmospheric pressure by oxygen gas conversion.
  • it is oxygen equivalent to the amount of gas.
  • oxygen gas conversion means that the above-mentioned predetermined amount of oxygen atoms is entirely composed of oxygen gas (oxygen molecule).
  • FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a blast chamber.
  • FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of a chemical bomb.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a charge unit.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a chemical bomb.
  • the chemical bomb (explosive) 100 is composed of a warhead 110, an explosive cartridge 111, a bomb shell 120, and an attitude control wing 130.
  • the explosive cartridge 111 contains an explosive (explosive) 112.
  • the warhead 110 has a fuze 113 for exploding the explosive 112 in the explosive cartridge 111.
  • the bomb shell 120 is connected to the warhead 110 so as to house the explosive cartridge 111, and is filled with a liquid chemical agent 121 therein.
  • the attitude control blade 130 is disposed on the side of the bomb shell 120 opposite to the warhead 110, and controls the attitude of the chemical bomb 100 when it is released.
  • a suspension ring 140 for lifting the chemical bomb 100 is provided above the bomb shell 120 to mount the chemical bomb 100 on an airplane.
  • the explosive 100 treated in the present invention is all or a part of a chemical bomb having at least the explosive 112 and the chemical agent 121.
  • the explosive is not limited to the case where the chemical bomb 100 filled with the chemical agent 121 is exploded as described above, but as the explosive, only the explosive charge after dismantling the chemical bomb is placed in the pressure vessel. It can also be applied to the case of blasting. For example, as shown in FIG. 3, the present invention can also be applied to the case where the bomb shell 120 is separated and the warhead 110 and the explosive cartridge 111 (explosive unit 114) of the chemical bomb 100 with the chemical agent removed are blasted. . In this case, the present invention is effective because the solidifying agent may adhere to the warhead 110 and the explosive cartridge 111 of the chemical bomb 100.
  • Explosives can be applied to military explosives such as TNT, picric acid, RDX, and PETN. Further, as a chemical agent, it can be applied to erosion agents such as sulfur mustard and Louiside, sneezing agents such as DC and DA, phosgene, sarin, hydrocyanic acid and the like.
  • erosion agents such as sulfur mustard and Louiside, sneezing agents such as DC and DA, phosgene, sarin, hydrocyanic acid and the like.
  • the combination of the explosive and the chemical agent is not particularly limited, but the combination is preferable, for example, because the chemical agent is rendered harmless by TNT and sulfur mustard, and TNT and Louiside force blasting.
  • FIG. Figure 1 shows the schematic configuration of the blast treatment facility It is sectional drawing which showed.
  • the blast treatment facility 1 includes a blast chamber (pressure vessel) 10, a chamber tent 20 in which the blast channel 10 is housed, and power.
  • the blast chamber 10 is a pressure-resistant container having an explosion-proof structure formed of iron or the like.
  • the blast chamber 10 is firmly designed to withstand the blast pressure. It is composed.
  • a cylinder (not shown) is provided inside the blasting chamber 10 so that an explosive such as a chemical bomb 100 for performing blasting can be fixed.
  • a removable pressure-resistant lid 11 is provided on one side surface of the blast chamber 10. The pressure-resistant lid 11 is configured to be detached so that explosives such as the chemical bomb 100 that is conveyed are guided into the inside and fixed to a cylinder (not shown). Then, it is configured to blast explosives such as chemical bomb 100.
  • the internal volume of the blast chamber 10 is sufficiently larger than the normal temperature and atmospheric pressure equivalent volume of gas generated by blasting an explosive. It is preferred to have at least an internal volume of more than 130% of the maximum volume of gas and other liquid and solid compounds resulting from the blasting of the intended explosive.
  • a plurality of inlets 12 are provided above the blast chamber 10.
  • the injection port 12 can inject oxygen into the blast chamber 10 before the blast treatment, or inject air, water, cleaning agent, etc. into the blast chamber 10 during the decontamination work after the blast treatment. It is configured to be able to do so.
  • an exhaust port 13 is provided in an upper portion of the blast chamber 10 and a side surface opposite to the pressure-resistant lid 11.
  • the exhaust port 13 exhausts air from the pressure vessel 10 through the filter 13b before blasting using a vacuum pump 13a to make it in a reduced pressure or vacuum state, or blasts vessel exhaust such as vessel vents after blasting. It is configured such that air can be exhausted from inside the chamber 10 through the filter 13c.
  • a drain 14 is provided at the bottom of the blast channel 10. The drain port 14 is configured so that the waste liquid after the decontamination work can be drained to the treatment tank 15! RU
  • the chamber tent 20 is a tent (building) formed of iron, concrete, or the like. Even if an explosive such as a chemical bomb 100 blasts inside the blast chamber 10 and blasts it, It is designed to withstand explosive pressure.
  • the chamber tent 20 is provided with a pressure-resistant door (not shown), and is configured so that the pressure-resistant door is opened, and explosives such as the blast chamber 10 and the iDangaku bomb 100 are carried inside. Further, the chamber tent 20 is provided with an exhaust port 21, and is configured to be able to exhaust air through a filter 2 lb of activated carbon or the like from the inside of the chamber tent 20 using a blower 21 a.
  • the blast treatment facility is the blast treatment facility 1 having at least the pressure vessel 10.
  • the blast treatment facility is an outdoor blast treatment facility equipped with the pressure vessel 10 as described above.
  • the blast treatment facility is not limited to this. It can also be applied to blast treatment facilities.
  • the conveyed iDanigami bomb 100 is placed in a blast chamber 10 provided in a chamber tent 20 of the blast treatment facility 1, and is sealed. Then, after the air is exhausted from the inside of the blast chamber 10 through the filter 13b using the vacuum pump 13a to reduce the pressure or the vacuum state, the oxygen sent from the inlet 12 is sealed in the blast chamber 10.
  • the reduced pressure state or the vacuum state means a state of 60 mmHg (8. OKPa) or less, preferably 50 mmHg (6.7 KPa) or less.
  • an oxygen-containing compound of an alkali metal or an alkaline earth metal may be sealed.
  • Alkali metal or alkaline earth metal oxygenates include Na O (sodium peroxide), CaO (calcium peroxide)
  • oxygen-containing compound When the oxygen-containing compound is sealed, oxygen atoms contained in the oxygen-containing compound of the alkali metal or alkaline earth metal are decomposed into the blast chamber 10 and supplied as oxygen necessary for burning the explosive. Therefore, the same effect as when oxygen gas is sealed in the blast chamber 10 can be obtained.
  • Oxygenation of alkali metal or alkaline earth metal When encapsulating the compound, an oxygen-containing compound of an alkali metal or an alkaline earth metal is put into the blasting chamber 10 together with the chemical bomb 100 before the blasting chamber 10 is evacuated or evacuated.
  • the amount of oxygen to be enclosed is such that the oxygen balance of the chemical bomb 100 including the explosive 112 during the blasting process becomes positive, and the pressure inside the blasting chamber 10 after the blasting process becomes higher than the pressure inside the blasting chamber 10. Is an amount that can be maintained at a negative pressure with respect to the pressure (external pressure). Further, in the decontamination work after the blast treatment, it is desirable that the pressure in the blast chamber 10 can be maintained at a negative pressure even if air, water, or the like is injected. That is, it is preferable that the pressure of the oxygen gas be 15% to 30% of the normal temperature and atmospheric pressure when the oxygen gas is charged.
  • the chemical bomb 100 is ignited by an ignition device to perform a blasting process.
  • the oxygen gas sealed in the blasting chamber 10 or the oxygen-containing compound power of the alkali metal or alkaline earth metal sealed in the blasting chamber 10 is supplied with the explosive 112 by the supplied oxygen.
  • the oxygen balance of the chemical bomb 100 containing is set to positive, so that the burning time of the chemical agent is maintained longer. Further, it combines with the chlorine atom in the alkali metal nuclear chemical agent 121 in the alkali metal or alkaline earth metal oxygen-containing compound sealed in the blasting chamber 10 to change to an inorganic chlorine compound.
  • the pressure of the blast channel 10 is maintained at a negative pressure with respect to the external pressure, including the gas generated by the blast of the chemical bomb 100.
  • the pressure in the blast chamber 10 can be maintained at a negative pressure with respect to the external pressure.
  • the blast treatment method of the present embodiment by making the oxygen balance in the blast chamber 10 including the chemical bomb 100 positive, the carbon in the explosive is reduced to carbon dioxide. And the generation of soot is suppressed. Therefore, decontamination of the blast chamber 10 is simplified, and the efficiency of the blast treatment can be improved. [0051] Further, by supplying oxygen necessary for burning explosives into the blast chamber 10, the burning time of the chemical agent during the blast treatment is maintained long. Therefore, the chemical agent 121 filled in the chemical bomb 100 is oxidized, and the decomposition efficiency of the chemical agent 121 is improved.
  • the pressure in the blasting chamber 10 is maintained at a negative pressure with respect to the external pressure. Therefore, it is possible to prevent the chemical agent 121 from leaking from the blast chamber 10.
  • an alkali metal atom in the alkali metal or alkaline earth metal oxygen-containing compound sealed in the blast chamber 10 is combined with a chlorine atom in the chemical agent 121 to change to an inorganic chlorine compound. I do. Therefore, the chemical agent 121 can be rendered harmless.
  • a pressure vessel having a volume of 500 L is installed at normal temperature and atmospheric pressure, and the pressure vessel is evacuated, and after the pressure vessel is evacuated, oxygen gas which becomes 20% of the atmospheric pressure is added.
  • TNTlOOg which is often used as an explosive for a shell or a bomb, was exploded, and the pressure change in the pressure vessel and the soot generation were compared. The results are shown below as Table 1.
  • a pressure vessel having a volume of 500 L is installed at room temperature and atmospheric pressure, and the pressure vessel is evacuated, and oxygen gas which becomes 20% of the atmospheric pressure after the pressure vessel is evacuated is calorie.
  • 100 g of explosives 45 g of TNT and 55 g of sulfur mustard
  • the pressure change in the pressure vessel and the soot generation were compared. The results are shown below in Table 2.

Abstract

　爆薬及び化学剤を有する爆発物を密閉された圧力容器内で爆破処理する爆破処理方法であって、爆破処理における煤の発生を防止すると共に、化学剤の分解効率を向上させることができる。まず、爆破チャンバ（圧力容器）１０内に搬送された化学爆弾（爆発物）１００を入れて密閉する。次に、真空ポンプ１３ａを用いて爆破チャンバ１０内から空気を排気して真空状態にした後、注入口１２から爆破チャンバ１０内に大気圧の１５～３０％の量となる酸素を送り込む。そして、図示されない点火装置により化学爆弾１００を点火して爆破処理を行う。

Description

爆破処理方法
技術分野
[0001] 本発明は、爆発物の爆破処理方法に関し、特に、化学兵器等、少なくとも爆薬及び 化学剤を有する爆発物の爆破処理方法に関するものである。
背景技術
[0002] 従来から、爆発物の爆薬は、ダイナマイト等の一般産業用に用いられたり、化学兵 器等 (例えば、銃弾、爆弾、地雷、機雷）の軍事用に用いられたりしている。ここで、ダ イナマイト等の一般産業用に用いられる爆薬は、爆発後の後ガスを考慮して酸化剤 等を混入し、酸素バランスがプラスになるような構成又は極端にマイナスにならないよ うな構成になっている。一方、化学兵器等の軍事用に用いられる爆薬は、破壊力を 重視して、酸素バランスがマイナスになるような構成になっている。また、化学兵器に は、爆薬と共に硫黄マスタード、ルイサイト等、人体に有害な化学剤が充填されてい る。
[0003] そして、従来から、爆薬を含む化学兵器を処理する方法の一つとして、前処理の段 階で爆薬を爆破により完全に処理する方法がある (特許文献 1参照)。この爆破処理 方法は、腐食 '損傷が激しい化学兵器や構造が複雑で解体が困難な化学兵器に対 して行われ、化学兵器を圧力容器に収納した状態で爆破処理を行っている。尚、こ の方法では、化学剤が化学兵器に充填されて ヽる状態で爆破処理が行われる。
[0004] また、従来から、爆薬を含む化学兵器を処理する方法の一つとして、前処理の段階 で化学兵器を解体して化学剤を取り除 ヽた (特許文献 2参照)後、爆薬を爆破により 完全に処理する方法がある。この爆破処理方法は、外形が維持されている化学兵器 に対して行われ、化学兵器から解体された炸薬部を圧力容器に収納した状態で爆 破処理を行っている。尚、この方法では、解体作業により大部分の化学剤が取り除か れて 、るものの、老朽により固形ィ匕したィ匕学剤が炸薬部に付着して 、る状態で爆破 処理が行われる。
[0005] ここで、上述した二通りの爆破処理においては、以下の理由から、密閉された圧力 容器内にぉ 、て実質的に真空にして実施するのが良 、とされて！/、る。
(1)爆破処理前のみならず、爆破処理後も圧力容器の圧力を大気圧より低い圧力 (負 圧）に維持できることから、化学兵器が含む化学剤の外部漏洩防止が可能である。
(2)爆破処理による音、振動など環境への影響が大幅に削減される。
特許文献 1：特開平 7-208899号公報
特許文献 2：特開 2002-39699号公報
発明の開示
[0006] 一般的に、爆薬の使用は開放系又は閉鎖系のいずれにおいても空気雰囲気下で 使用されるため、爆薬自体の酸素バランスがマイナスであったとしても空気力も酸素 が供給され、爆発処理後に大量の煤は発生しない。
[0007] し力しながら、 TNTに代表される酸素バランスがマイナスの軍事用爆薬を、容器内 を実質的に真空状態にすることができる圧力容器 (以下、「真空化の圧力容器」という こともある）内で、爆破処理により爆発させると、酸素が供給されないため、大量の煤 が発生する。一方、化学兵器に充填された化学剤や炸薬部に付着した化学剤は、爆 発により完全に分解されない場合がある。従って、化学兵器を真空化の圧力容器内 で爆破処理する場合、化学剤に汚染された煤が発生してしまうことは避けられない。 そして、この煤は極めて微細な粒子であり、圧力容器内を除染剤で洗浄した場合、 廃液系を閉塞させる可能性が高いため、人手による除染 (ィ匕学剤に汚染された煤の 除去)又は保守を必要とし、人体に有害な化学剤に汚染された領域での危険な作業 が必要になるという問題がある。また、爆破処理後の除染作業に多大な時間を必要と するため、爆破処理の一日の処理回数が制限されてしまうという問題がある。
[0008] また、化学剤が充填されたィ匕学兵器等の軍事用爆薬を、爆破処理により真空化の 圧力容器内で爆発させると、爆薬及び化学剤を含む爆発物全体の燃焼に必要な酸 素が供給されない。そのため、爆発処理時の化学剤の燃焼時間が短くなり、例えば、 硫黄マスタードではその炭素鎖が酸化されにくくなつてしまい、その結果、化学剤の 分解効率が悪くなるという問題も起こる。
[0009] 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、爆破処理における煤の発生 を防止すると共に、化学剤の分解効率を向上させることができる、爆破処理方法を提 供するものである。
[0010] 上記課題を解決するために、本発明に係る爆破処理方法は、少なくとも爆薬及び 化学剤を有する爆発物を密閉された圧力容器内で爆破処理する爆破処理方法であ つて、前記圧力容器を減圧又は真空にし、前記圧力容器内の酸素バランスがプラス であって、かつ、爆破処理後の前記圧力容器内の圧力が前記圧力容器外の圧力よ り低くなる所定の量の酸素を、前記圧力容器に封入し、そして爆破処理を行うことを 特徴とする。
[0011] ここでいう「圧力容器内の酸素バランス」とは、圧力容器内にある爆薬単体だけでな ぐ爆薬や化学剤等も含む爆発物 lOOgを爆破処理した場合に、この爆発物のすべ てが二酸ィヒ炭素ガス、水蒸気、窒素ガス等の気体に変化するとして必要となる酸素 の過不足量をグラム数で表した値をいう。そして、「圧力容器内の酸素バランスがブラ ス」の状態とは、上記爆発物が、爆破処理を通して、すべて二酸化炭素ガス、水蒸気 、窒素ガス等の気体に変化するのに足りる数以上の酸素原子が、爆破処理前に密閉 された圧力容器内に存在する状態をいう。本発明においては、当該酸素バランスは プラスであればよいが、例えば、 20g程度以上であれば好ましい。
[0012] 又、所定の量の酸素とは、酸素原子数として所定の量を満足していればよぐ酸素 力 例えば、酸素ガスやオゾンのような分子中に含まれるものでも、過酸ィ匕ナトリウム や過酸ィ匕マグネシウムのように化合物中に含まれるものでもよい。すなわち、酸素原 子の存在状態によって特に制限されない。
[0013] そして、上記の「真空にする」とは、容器内を真空ポンプによって得られるほぼ真空 に近い状態にすることを指し、具体的には 60mmHg (8. OKPa)程度以下の圧力状 態にすることをいう。この真空には、容器内にガスとして空気、窒素ガス、酸素ガス、 アルゴンガス、ヘリウムガス、二酸ィ匕炭素ガス等が含まれていてもよい。本明細書で は、ほぼ真空に近い状態の場合も真空状態と記す。
[0014] 更に、上記「圧力容器」の内容積は、爆発物を爆破処理して生じたガスの常温大気 圧に換算した容積より大きくなつていれば、特に制限されない。例えば、その大きさの 程度は、前記生じたガスの常温大気圧換算容積の 30%増しを超える程度であること が望ましい。そのため、上記「爆破処理後の圧力容器内の圧力」は、圧力容器外の 圧力よりも低ければ特に制限されないが、 530mmHg (70. 7KPa)から 759mmHg (101. 2KPa)程度であることが好ましい。
[0015] 上記「爆破処理」は爆発物中の爆薬を爆発させることで爆発物を爆破することを指 し、公知の方法で特に制限されないが、例えば、点火装置を用いて爆発物を点火す る方法がある。
[0016] これ〖こよると、爆薬を含む爆発物全体の酸素バランスをプラスにすることにより、爆 破処理後の圧力容器において、爆発物中の炭素が二酸ィ匕炭素ガス又は一酸ィ匕炭 素ガスに変化して煤の発生が抑制される。従って、圧力容器の除染が簡単になり、爆 破処理の効率を向上させることができる。また、爆発物の燃焼に必要な酸素が爆破 処理前から圧力容器内に存在し、燃焼に必要な分だけ消費されていくことにより、爆 破処理時の化学剤の燃焼時間が長く維持される。従って、例えば、硫黄マスタードで はその炭素鎖が酸ィ匕するように、化学剤の分解効率が向上する。更に、爆破処理後 においても圧力容器内の圧力が大気圧より低い圧力（負圧）に維持される。従って、 圧力容器力 化学剤が漏洩するのを防止することができる。
[0017] 尚、爆破処理時の安全性や、防音効果を高めるために、上記圧力容器の外側の一 部又は全部を他の容器で覆ってもよぐ又、上記圧力容器の外側の圧力を大気圧以 上の圧力に保持してもよい。尚、上記圧力容器の外側の圧力は容器内の圧力と相対 的に決まるもので、容器内の圧力よりも高ければよい。
[0018] また、本発明に係る爆破処理方法は、特に制限されないが、例えば、前記所定の 量の酸素が酸素ガスで供給されることが好ましい。これによると、容器内にある爆発 物の酸素バランスと爆破処理後の容器内の圧力を、最も簡便に設定することができる 。そして処理コストを低く抑えることができる。
[0019] 更に、前記所定の量の酸素の一部又は全部が、アルカリ金属又はアルカリ土類金 属の含酸素化合物で供給されることも好ましい。アルカリ金属又はアルカリ土類金属 の含酸素化合物としては、アルカリ金属過酸化化合物又はアルカリ土類金属過酸ィ匕 化合物がより好ましい。アルカリ金属過酸ィ匕化合物としては、例えば、過酸化ナトリウ ム、過酸化リチウム、過酸化ルビジウム、過酸ィ匕セシウム等がある。また、アルカリ土 類金属過酸ィ匕化合物としては、例えば、過酸化マグネシウム、過酸化バリウム等があ る。
[0020] これ〖こよると、爆破処理時に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の含酸素化合物 を構成する酸素原子が圧力容器内で分解されて、爆発物の燃焼に必要な酸素とし て供される。その結果、圧力容器内に酸素ガスを封入した場合と同様の効果が得ら れる。更に、例えば、硫黄マスタード、ルイサイド等では、アルカリ金属又はアルカリ 土類金属の含酸素化合物中のアルカリ金属原子が化学剤中の塩素原子と結合して 無機の塩素化合物に変化するように、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の含酸素 化合物中のアルカリ金属又はアルカリ土類金属原子が化学剤を無害化することがで きる。
[0021] 尚、前記所定の量の酸素の供給源として、酸素ガス、アルカリ金属の含酸素化合物 又はアルカリ土類金属の含酸素化合物を併用してもよい。
[0022] また、本発明に係る爆破処理方法にお!、て、前記所定の量の酸素は、酸素ガス換 算で、当該酸素ガスの圧力が常温大気圧の 15 %— 30%となる酸素ガスの量に相当 する酸素であることが好まし 、。
[0023] ここで、「酸素ガス換算」とは、前記所定の量の酸素原子が全数酸素ガス (酸素分子
)の形態で存在した場合をいい、「酸素ガスの圧力が大気圧の 15%— 30%」とは、酸 素ガスの圧力が 114mmHg (15. 2KPa)— 228mmHg (30. 4KPa)であることをい
[0024] これによると、酸素ガス換算で、常温で大気圧の 15%— 30%の圧力に相当する酸 素原子数を封入することにより、爆破処理後の煤の発生が無くなり、爆破処理後の圧 力容器内の圧力を大気圧より低い圧力 (負圧）に維持することができる。
図面の簡単な説明
[0025] [図 1]爆破チャンバの概略構成を示した断面図である。
[図 2]化学爆弾の概略構成を示した断面図である。
[図 3]炸薬部の概略構成を示した断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0026] 以下、図面を参照しつつ、本発明に係る爆破処理方法を実施するための最良の形 態について説明する。 [0027] まず、本実施形態に係る爆破処理方法で爆破処理する爆発物の一例として、化学 兵器である化学爆弾について図 2に基づいて説明する。図 2は、化学爆弾の概略構 成を示した断面図である。
[0028] 図 2に示すように、化学爆弾 (爆発物） 100は、弾頭 110と、炸薬筒 111と、爆弾殻 1 20と、姿勢制御羽 130とから構成されている。炸薬筒 111には、炸薬 (爆薬） 112が 収容されている。弾頭 110には、炸薬筒 111内の炸薬 112を炸裂させる信管 113が 内設されている。爆弾殻 120は、炸薬筒 111を収容する状態で弾頭 110に接続され 、内部に液状の化学剤 121が充填されている。姿勢制御羽根 130は、爆弾殻 120の 弾頭 110の反対側に配設され、投下時における化学爆弾 100に投下姿勢を制御す るものである。尚、爆弾殻 120の上部には、この化学爆弾 100を飛行機に搭載するた めに、この化学爆弾 100を吊り上げる吊り環 140が付設されている。
[0029] 本発明で処理される爆発物 100は、少なくとも爆薬 112と、化学剤 121を有する化 学爆弾の全部又は一部である。
[0030] 爆発物としては、上述の如く化学剤 121が充填された状態の化学爆弾 100を爆破 処理する場合に限らず、爆発物として、化学爆弾を解体した後の炸薬部のみを圧力 容器内で爆破処理する場合にも適用することができる。例えば、図 3に示すように、 爆弾殻 120を引き離し、化学剤を取り除いた状態の化学爆弾 100の弾頭 110及び炸 薬筒 111 (炸薬部 114)を爆破処理する場合にも適用することができる。この場合、化 学爆弾 100の弾頭 110及び炸薬筒 111に固形ィ匕したィ匕学剤が付着して ヽる場合が あるため、本発明が有効となる。
[0031] 爆薬として、 TNT、ピクリン酸、 RDX、 PETN等軍事用爆薬に適用することができる 。また、化学剤として、硫黄マスタード、ルイサイド等のびらん剤、 DC、 DA等のくしゃ み剤、ホスゲン、サリン、青酸等に適用することができる。
[0032] 爆薬と化学剤の組合せは特に制限されな ヽが、組合せとして、例えば、 TNTと硫 黄マスタード、 TNTとルイサイド力 爆破処理で化学剤を無害化させる点で好ましい
[0033] 次に、上述の化学爆弾 100等の爆発物を爆破処理する施設の一例として、屋外の 爆破処理施設について図 1に基づいて説明する。図 1は、爆破処理施設の概略構成 を示した断面図である。
[0034] 図 1に示すように、爆破処理施設 1は、爆破チャンバ (圧力容器） 10と、爆破チャン ノ 10を内部に収容したチャンバテント 20と、力も構成されている。
[0035] 爆破チャンバ 10は、鉄等により形成された防爆構造の耐圧容器であり、内部でィ匕 学爆弾 100等の爆発物を爆破処理する際に、その爆圧に耐えられるように堅固に構 成している。また、爆破チャンバ 10の内部には、図示されない筒が備えられており、 爆破処理を行う化学爆弾 100等の爆発物を固定することができるように構成されて!ヽ る。爆破チャンバ 10の片側側面部には、着脱可能な耐圧蓋 11が備えられている。耐 圧蓋 11は、取り外した状態にして、搬送されてくる化学爆弾 100等の爆発物を内部 に導き入れて図示されない筒に固定するように構成されており、一方、取り付けて密 閉した状態にして、化学爆弾 100等の爆発物を爆破処理するように構成されている。 この爆破チャンバ 10の内容積は、爆発物を爆破処理して生じたガスの常温大気圧 換算体積より十分に大きなものとなっている。少なくとも、予定される爆発物から爆破 処理して生じるガス及びその他液体や固体の化合物の最大体積の 130%を超える 内容積を備えることが好まし 、。
[0036] そして、爆破チャンバ 10の上部には、複数の注入口 12が備えられている。注入口 12は、爆破処理前に爆破チャンバ 10内に酸素を注入したり、爆破処理後の除染作 業の際に爆破チャンバ 10内に空気、水、洗浄剤等を注入したりすることができるよう に構成されている。また、爆破チャンバ 10の上部及び耐圧蓋 11の反対側の側面部 には、排気口 13が備えられている。排気口 13は、真空ポンプ 13aを用いて爆破処理 前に圧力容器 10内からフィルタ 13bを通して空気を排気して減圧状態又は真空状 態にしたり、爆破処理後にベッセルベント等の槽類廃気を爆破チャンバ 10内からフィ ルタ 13cを通して排気したりすることができるように構成されている。更に、爆破チャン ノ 10の底部には、排水口 14が備えられている。排水口 14は、除染作業後の廃液を 処理槽 15に排水することができるように構成されて！、る。
[0037] 尚、爆破チャンバ 10の外部には、爆破チャンバ 10内に固定された化学爆弾 100 等の爆発物を点火するための図示されない点火装置を備えており、遠隔操作により 爆破処理が行えるようになって!/ヽる。 [0038] チャンバテント 20は、鉄やコンクリート等により形成されたテント (建屋)であり、内部 で化学爆弾 100等の爆発物が仮に爆破チャンバ 10を打ち破って爆破処理した場合 であっても、その爆圧に耐えられるように堅固に構成している。チャンバテント 20には 、図示しない耐圧ドアが備えられており、耐圧ドアを開状態にして、爆破チャンバ 10 やィ匕学爆弾 100等の爆発物を内部に搬入するように構成されている。また、チャンバ テント 20には、排気口 21が備えられており、ブロア 21aを用いて、チャンバテント 20 の内部カゝら活性炭等のフィルタ 2 lbを通して排気することができるように構成されてい る。
[0039] このように、爆破処理する施設は、少なくとも圧力容器 10を有する爆破処理施設 1 である。
[0040] 爆破処理する施設は、上述の如ぐ圧力容器 10を備える屋外の爆破処理施設 1〖こ 限らず、爆発物を密閉した圧力容器を地下に埋めた状態にして爆破処理を行う地下 の爆破処理施設等にっ ヽても適用することができる。
[0041] 次に、上述の爆破処理施設 1において上述の化学爆弾 100を爆破処理する方法 について説明する。
[0042] 搬送されたィ匕学爆弾 100は、爆破処理施設 1のチャンバテント 20内に備えられた 爆破チャンバ 10内に入れられ密閉される。そして、真空ポンプ 13aを用いて爆破チヤ ンバ 10内からフィルタ 13bを通して空気を排気して減圧状態又は真空状態にした後 に、注入口 12から送り込まれる酸素を爆破チャンバ 10内に封入する。ここで、減圧 状態又は真空状態とは、 60mmHg (8. OKPa)以下、好ましくは 50mmHg (6. 7KP a)以下の状態をいう。
[0043] また、爆破チャンバ 10内に封入する酸素の一部又は全部として、アルカリ金属又は アルカリ土類金属の含酸素化合物を封入しても良い。アルカリ金属又はアルカリ土類 金属の含酸素化合物としては、 Na O (過酸化ナトリウム）、 CaO (過酸化カルシウム
2 2 2
)等が好ましい。含酸素化合物を封入した場合、爆破チャンバ 10内にアルカリ金属 又はアルカリ土類金属の含酸素化合物に含まれる酸素原子が分解され、爆発物の 燃焼に必要な酸素として供給される。従って、爆破チャンバ 10に酸素ガスを封入した 場合と同様の効果が得られる。尚、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の含酸素化 合物を封入する場合は、爆破チャンバ 10を減圧状態又は真空状態にする前に、化 学爆弾 100と共にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の含酸素化合物を爆破チャン ノ 10内に入れる。
[0044] ここで、封入する酸素の量は、爆破処理する際の爆薬 112を含む化学爆弾 100の 酸素バランスがプラスになり、かつ、爆破処理後の爆破チャンバ 10内の圧力が爆破 チャンバ 10外の圧力（外圧）に対して負圧に維持することができる量である。また、爆 破処理後の除染作業において、空気や水等を注入しても、爆破チャンバ 10内の圧 力を負圧に維持することができることが望ましい。即ち、酸素ガス封入時で、酸素ガス の圧力が常温大気圧の 15%— 30%であることが好ましい。
[0045] そして、点火装置により化学爆弾 100を点火して爆破処理を行う。
[0046] 爆破処理時には、爆破チャンバ 10内に封入された酸素ガス、あるいは、爆破チャン ノ 10内に封入されたアルカリ金属又はアルカリ土類金属の含酸素化合物力 供給さ れた酸素により、爆薬 112を含む化学爆弾 100の酸素バランスがプラスに設定してい るので、化学剤の燃焼時間が長く維持される。また、爆破チャンバ 10内に封入された アルカリ金属又はアルカリ土類金属の含酸素化合物中のアルカリ金属原子力 化学 剤 121中の塩素原子と結合して無機の塩素化合物に変化する。
[0047] 爆破処理後には、化学爆弾 100の爆破により発生するガスを含めても爆破チャン ノ 10の圧力が外圧に対して負圧に維持される。
[0048] 化学爆弾 100の爆破処理が終了すると、注入口 12から空気、水、洗浄剤等を注入 して廃液を爆破チャンバ 10内力 処理槽 15に廃液すると共に、排気口 13からべッ セルベント等の槽類廃気を爆破チャンバ 10内からフィルタ 13cを通して排気して除 染作業を行う。
[0049] 尚、除染作業において、空気や水等を注入しても、爆破チャンバ 10内の圧力を外 圧に対して負圧に維持することができる。
[0050] このように、本実施形態の爆破処理方法によれば、化学爆弾 100を含む爆破チヤ ンバ 10内の酸素バランスをプラスにすることにより、爆発物中の炭素が二酸ィ匕炭素ガ ス又は一酸ィ匕炭素ガスに変化して煤の発生が抑制される。従って、爆破チャンバ 10 の除染が簡単になり、爆破処理の効率を向上させることができる。 [0051] また、爆破チャンバ 10内に爆発物の燃焼に必要な酸素が供給されることにより、爆 破処理時の化学剤の燃焼時間が長く維持される。従って、化学爆弾 100に充填され た化学剤 121が酸ィ匕し、化学剤 121の分解効率が向上する。
[0052] 更に、爆破処理後においても爆破チャンバ 10の圧力が外圧に対して負圧に維持さ れる。従って、爆破チャンバ 10から化学剤 121が漏洩するのを防止することができる
[0053] また、爆破チャンバ 10内に封入されたアルカリ金属又はアルカリ土類金属の含酸 素化合物中のアルカリ金属原子が、化学剤 121中の塩素原子と結合して無機の塩 素化合物に変化する。従って、化学剤 121を無害化することができる。
実施例
[0054] 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。尚、本発明は、本実施例に限定さ れるものではない。
[0055] 実施例 1
本実施例では、容積が 500Lの圧力容器を常温大気圧下に設置して、圧力容器を 真空状態にした場合と、圧力容器を真空に引いた後に大気圧の 20%となる酸素ガス を加えた状態にした場合とにおいて、砲弾或いは爆弾の炸薬としてよく用いられる T NTlOOgを爆発させて、圧力容器内の圧力変化及び煤発生量を比較した。この結 果を、表 1として下記に示す。
[0056] [表 1]
Figure imgf000012_0001
表 1に示すように、圧力容器中の空気を排出して、 48mmHg (6. 4KPa)の真空状 態にした場合には、 TNTを爆破処理した結果、 TNTlOOgに対して 5gの煤が発生し た。また、圧力容器の圧力は、初期圧力力 8mmHg (6. 4KPa)であったのに対し、 爆破処理後の圧力が 505mmHg (67. 3KPa)となった。 [0058] 一方、圧力容器を真空に引いた後に大気圧の 20%となる酸素ガスを加えた状態に した場合では、煤の発生は無力つた。また、圧力容器の圧力は、初期圧力が 153m mHg (20. 4KPa)であったのに対し、爆破処理後の圧力が 590mmHg (78. 7KPa )となった。
[0059] 以上の実施例 1から、圧力容器を真空に引いた後に大気圧の 20%となる酸素ガス を加えた状態にして爆破処理を行った場合、爆発処理時の煤発生を抑制しており、 爆発処理後の圧力容器の圧力が外圧に対して負圧に維持されていることが分かる。
[0060] 実施例 2
本実施例では、容積が 500Lの圧力容器を常温大気圧下に設置して、圧力容器を 真空状態にした場合と、圧力容器を真空に引いた後に大気圧の 20%となる酸素ガス をカロえた状態にした場合とにおいて、爆発物 100g (TNT45gと硫黄マスタード 55g) を爆発させて、圧力容器内の圧力変化及び煤発生量を比較した。この結果を、表 2と して下記に示す。
[0061] [表 2]
Figure imgf000013_0001
[0062] 表 2に示すように、圧力容器中の空気を排出して、 48mmHg (6. 4KPa)というほぼ 真空状態にした場合には、爆発物 (TNTと硫黄マスタード)を爆破処理した結果、爆 発物 100gに対して 8gの煤が発生し、無害化できていない硫黄マスタードが 0. Olg 残留した。また、圧力容器の圧力は、初期圧力が 48mmHg (6. 4KPa)であったの に対し、爆破処理後の圧力が 227mmHg (30. 3KPa)となった。
[0063] 一方、圧力容器を真空に引いた後に大気圧の 20%となる酸素ガスを加えた状態に した場合には、煤の発生も無ぐ硫黄マスタードの残留も無力つた。また、圧力容器の 圧力は、初期圧力が 153mmHg (20. 4KPa)であったのに対し、爆破処理後の圧 力力 266mmHg (35. 5Pa)となった。 以上の実施例 2から、圧力容器を真空に引いた後に大気圧の 20%となる酸素ガス を加えた状態にして爆発物の爆破処理を行った場合、爆発処理時の煤を抑制して 化学剤を分解すると同時に、爆発処理後の圧力容器の圧力が外圧に対して負圧に 維持されて ヽることが分かる。

Claims

請求の範囲
[1] 少なくとも爆薬及び化学剤を有する爆発物を密閉された圧力容器内で爆破処理す る爆破処理方法であって、
前記圧力容器を減圧又は真空にし、
前記圧力容器内の酸素バランスがプラスであって、かつ、爆破処理後の前記圧力 容器内の圧力が前記圧力容器外の圧力より低くなる所定の量の酸素を、前記圧力 容器に封入し、そして
爆破処理を行う
ことを特徴とする爆破処理方法。
[2] 前記所定の量の酸素が酸素ガスで供給される
ことを特徴とする請求項 1に記載の爆破処理方法。
[3] 前記所定の量の酸素の一部又は全部力 アルカリ金属又はアルカリ土類金属の含 酸素化合物で供給される
ことを特徴とする請求項 1に記載の爆破処理方法。
[4] 前記所定の量の酸素とは、酸素ガス換算で、当該酸素ガスの圧力が大気圧の 15 %— 30%となる酸素ガスの量に相当する酸素である
ことを特徴とする請求項 1ないし 3のいずれか 1つに記載の爆破処理方法。
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