WO2005098347A1 - 爆破処理方法 - Google Patents

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WO2005098347A1
WO2005098347A1 PCT/JP2005/005121 JP2005005121W WO2005098347A1 WO 2005098347 A1 WO2005098347 A1 WO 2005098347A1 JP 2005005121 W JP2005005121 W JP 2005005121W WO 2005098347 A1 WO2005098347 A1 WO 2005098347A1
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WO
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explosive
explosive layer
cylindrical
layer
lid
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/005121
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English (en)
French (fr)
Inventor
Shuzo Fujiwara
Takehiro Matsunaga
Ken Okada
Katsuo Kurose
Kenji Koide
Original Assignee
National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/36—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect for dispensing materials; for producing chemical or physical reaction; for signalling ; for transmitting information
    • F42B12/56—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect for dispensing materials; for producing chemical or physical reaction; for signalling ; for transmitting information for dispensing discrete solid bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
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    • F42B12/46—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect for dispensing materials; for producing chemical or physical reaction; for signalling ; for transmitting information for dispensing gases, vapours, powders or chemically-reactive substances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D5/00—Safety arrangements
    • F42D5/04—Rendering explosive charges harmless, e.g. destroying ammunition; Rendering detonation of explosive charges harmless

Definitions

  • the present invention relates to a method for blasting ammunition, and more particularly to a method for blasting chemical ammunition.
  • Military ammunition such as ammunition, bombs, land mines, and mines usually has an explosive charged inside a steel outer shell.
  • chemical weapons are filled with chemicals that are harmful to the human body, in addition to explosives.
  • chemical agents include mustard and leucite, which are harmful to the human body.
  • the blast treatment is often performed in a closed container from the viewpoint of preventing the leakage of the chemical agent to the outside and reducing the effect of the blast treatment on the environment such as noise and vibration. .
  • the blast treatment is performed in a state where the inside of the closed container is evacuated, and the inside of the container is kept at a negative pressure even after the treatment, so that leakage of the chemical agent to the outside can be reliably prevented.
  • Patent Document 1 JP-A-7-208899.
  • An object of the present invention is to provide a method for blasting ammunition that solves the above-mentioned problems.
  • an explosive layer is formed on an outer surface of an object provided with an outer shell having a predetermined shape, and the explosive layer is exploded to treat the object.
  • the explosive layer has a first explosive layer formed on the outer surface of the outer shell, and a second explosive layer formed so as to surround the first explosive layer.
  • the explosive in the second explosive layer has a higher explosive speed than the explosive in the first explosive layer.Ignition at a predetermined location in the second explosive layer, and the second explosive layer and the first explosive layer explode with a time difference. .
  • the second explosive layer explodes first, and the high-speed detonation causes the inner first explosive layer to explode while being compressed. Therefore, a strong detonation force can be obtained even when a low explosive velocity is used as the first explosive layer.
  • low explosives are cheap and easily available, which can reduce the processing cost.
  • the detonation level of the first explosive layer is directed inward, so that the scattering speed of the fragments of the shell shell is directed inward.
  • the detonation vector of the explosive inside the outer shell which is originally outward, is changed to the inward or parallel detonation vector by the inward detonation vector of the first explosive layer. . Therefore, the velocity of the shell fragments that scatter in the radial direction due to the explosion can be reduced, and for example, the container can be prevented from being damaged when exploded in the container.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a 15 kg red bullet as an example of an object to be processed by a processing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 (a) is a cross-sectional view showing a state in which a cylindrical body to which an SEP explosive is attached is covered with a red bullet in the first method of forming an explosive layer.
  • (B) is a cross-sectional view showing a state where the cylinder is placed on the bottom plate in the second method of forming the explosive layer.
  • FIG. 3 (a) is a cross-sectional view showing a state in which an ANFO explosive is loaded into a gap between a red bullet and a cylindrical body in the first method of forming an explosive layer.
  • (B) is a cross-sectional view showing a state in which a cylinder is loaded with an ANFO explosive and a red bullet is pushed in in the second method of forming an explosive layer.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a lid to which a SEP explosive is attached is attached to an upper end of a cylindrical body, and a wire detonator is set.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state where a red bullet is set in a pressure vessel.
  • FIG. 6 is a sectional view showing a configuration of a 75 mm diameter red bullet.
  • FIG. 7 is a diagram showing a simulation experiment result of detonation propagation.
  • FIG. 8 is a view showing a simulation experiment result of detonation propagation for a model different from FIG. 7;
  • FIG. 9 is a view showing a method of performing a blast treatment with a red bullet surrounded by a water wall.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a case where a plurality of red bullets are juxtaposed and processed simultaneously.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a case where a plurality of red bullets are stacked and processed.
  • FIG. 1 shows a configuration of a 15 kg red bomb A as an example of a chemical weapon processed by the blasting method of the present invention.
  • Red ammunition A is a chemical weapon that uses redness as a sneezing agent or vomiting agent, and it is said that most of the chemical weapons brought into China by the Japanese Army are red ammunition.
  • the strength agent is filled in the gap between the outer shell 10 and the inner cylinder 11, and the inner cylinder 11 and the outer shell 10 are fixed to each other.
  • An explosive cartridge 13 made of brass is fixed to an inner lid 12 screwed to the inner cylinder 11.
  • the interior of the explosive cartridge 13 is filled with picric acid, and the inside of the inner cylinder 11 (outside of the explosive cartridge 13) is a TNT-based explosive (specifically, for example, 15% or 20% of naphthalene is added to TNT). Include Is filled. At the warhead, a lid 14 is screwed into the inner cylinder 11
  • the red bullet A is placed and fixed on the bottom plate 21 in a standing state with the warhead side up, and the periphery of the red bullet A is made of, for example, synthetic resin.
  • a sheet-shaped explosive (in this embodiment, an SEP explosive is used) is wound around the outer surface of the cylindrical body 22 in advance. Thereby, the second explosive layer 32 is formed.
  • the cylinder 22 be positioned so that its axis substantially coincides with the axis of the red bullet A.
  • the inner diameter of the cylindrical body 22 is larger than the outer diameter of the outer shell 10 of the red bullet A, and the height of the cylindrical body 22 is larger than the height of the outer shell 10 of the red bullet A.
  • an annular gap g is formed between the red bullet A and the cylinder 22 (see FIG. 3A).
  • the gap between the bottom plate 21 and the cylindrical body 22 is fixed in a sealed state so that there is no gap.
  • a granular ANFO explosive forming the first explosive layer 31 is loaded into the annular gap g.
  • a lid 23 made of, for example, synthetic resin or paper is fixed to the upper end of the cylinder 22 as shown in FIG.
  • a second explosive layer 32 is formed by attaching a sheet-like explosive (SEP explosive) to the upper surface of the lid 23 in advance.
  • a line detonator 24 is set at the center of the lid 23.
  • the explosive speed of the ammunition (SEP explosive) forming the second explosive layer 32 is faster than the explosive speed of the ammunition (ANFO explosive) forming the first explosive layer 31.
  • the first explosive layer 31 and the second explosive layer 32 may be formed on the red bullet A by the following method. First, the red bullet A is placed and fixed on the bottom plate 21 in a standing state with the warhead side up, and then the cylindrical body 22 is covered by positioning the axis so as to substantially coincide with the axis of the red bullet A. Thereafter, as shown in FIG. 3 (a), a granular ANFO explosive forming the first explosive layer 31 is loaded into the annular gap g, and as shown in FIG. Fix body 23. Then, a sheet-like explosive (for example, SEP explosive) is attached to the outer surface of the cylindrical body and the upper surface of the lid 23 to form a second explosive layer 32, and finally, a line is formed in the center of the lid 23. Set the detonator 24.
  • SEP explosive sheet-like explosive
  • first explosive layer 31 and the second explosive layer 32 may be formed on the red bullet A by the following method.
  • the tubular body 22 is placed on the bottom plate 21 in an upright state.
  • a predetermined amount of granular ANFO explosive forming the first explosive layer 31 is injected into the cylinder.
  • push in red ammunition A so that the previously inserted ANFO ammunition surrounds the outer surface of red ammunition A.
  • a lid 23 is fixed to the upper end of the cylindrical body 22, and a sheet-shaped explosive (for example, SEP explosive) is attached to the outer surface of the cylindrical body and the upper surface of the lid 23.
  • a sheet-shaped explosive for example, SEP explosive
  • the wire detonator 24 is set at the center of the lid 23. In this way, ANFO explosives can also be placed beneath the bottom of red round A. Therefore, a more reliable blast can be performed.
  • a second explosive layer 32 may be formed on the lower surface of the bottom plate 21. Blowing can be performed more reliably.
  • FIG. 5 shows a pressure vessel 1 for the blast treatment.
  • the pressure vessel 1 is a steel pressure vessel having an inner diameter of less than 2 meters and a capacity of about 7 cubic meters, in which a protective cylinder 2 made of high-strength steel is housed with its axis oriented sideways. I have.
  • a large number of protective chains 3 are hung double so as to close both axial ends of the protective cylinder 2.
  • a hanging bracket 4 is welded to the inner peripheral surface (ceiling surface) of the protective cylinder 2.
  • the red bomb A to which the ANFO explosive layer 31 and the SEP explosive layer 32 are attached as shown in FIG. 2 (a) to FIG. Lower.
  • the red A is positioned almost at the center of the pressure vessel 1, and the warhead (that is, the detonator 24 side) is directed upward.
  • the blasting bus 26 drawn out from the wire detonator 24 is electrically connected to a blasting device (not shown), and the pressure vessel 1 is sealed and then detonated.
  • the SEP explosive layer 32 first explodes from the portion of the line detonator 24, and the explosion causes the inner ANFO explosive layer 31 to explode while being compressed. Even when using inexpensive and low explosive explosives such as the ANFO explosive layer 31, a strong detonation can be obtained. Therefore, an effective and low-cost blast treatment method can be provided. Also, the ANFO explosive layer With the 31 detonation vectors pointing inward, the scattering velocity of debris particles in the ⁇ shell (ie, the outer shell 10, inner cylinder 11, and lid 14, etc. of the red bullet) is directed inward. The detonation force is the pressure of the shock wave due to the detonation, and the detonation vector is the direction of the shock wave due to the detonation.
  • both the ANFO explosive layer 31 and the SEP explosive layer 32 are arranged symmetrically with respect to the axis of red A as an object to be processed, and the detonation point (the line detonator) of the SEP explosive layer 32 24) is located on this axis. Therefore, the detonation of the SEP explosive layer 32 has a large effect of compressing the ANFO explosive layer 31 because the propagation of the detonation is also performed while maintaining the axial symmetry, and a larger detonation force of the ANFO explosive layer 31 can be obtained. .
  • the cylinder 22 having the SEP explosive layer 32 disposed thereon is covered with the red ammunition A, and the granular ANFO explosive layer 31 is inserted between the cylinder 22 and the red ammunition A. It is easy to make the ANFO explosive layer 31 and the SEP explosive layer 32 surround the red bullet A. Therefore, the process for the blast treatment can be simplified.
  • the structure of the red simulant ⁇ A is slightly smaller than the 15 kg red simulant ⁇ (FIG. 1), and the dimensions of the main part are as follows. 80 mm height, inner cylinder 11 dimensions 44 mm diameter, height 295 mm diameter, outer shell 10 dimensions 74 mm diameter M, height 302.5 mm.
  • the outer shell 10, the inner cylinder 11, the inner lid 12, the explosive cartridge 13, and the lid 14 were all made of SS400 steel.
  • a first explosive (ANFO explosive) layer 31 is formed on the outer periphery of the simulated ⁇ A in a uniform thickness so as to have a thickness of about 10 millimeters by a method similar to that shown in Fig. 2 (a)-Fig. 4.
  • a second explosive (SEP explosive) layer 32 having a thickness of 5 mm was further formed on the outer periphery and the upper surface side. The amount of explosives used was 815 grams for ANFO explosives and 733 grams for SEP explosives. Then, after setting the line detonator 24 at the center of the EP explosive layer 32 on the upper surface side, put the whole into a bag 25 as shown in FIG. The inside of the container 1 was sealed, the inside was evacuated, and the reactor was detonated.
  • the 580MPa class high-tensile steel sheet with a thickness of 50mm used in this experiment withstands a greater number of blasting treatments than before, and the frequency of replacement is reduced.
  • a simulated ammunition was created that was larger than the 75 mm diameter red bullet used in Experiment 1 and imitated the 15 kg red bullet as shown in Figure 1.
  • the main dimensions of the red bullet A are as follows: the size of the explosive cartridge 13 is 30 mm in diameter, 123 mm in height, the inner cylinder 11 is 64 mm in diameter, the height is 350 mm, and the outer shell 10 is 100 mm in diameter. The height was 380 millimeters.
  • the TNT explosive was loaded into both the inside of the explosive cartridge 13 of the red mock-up A and the inside of the inner cylinder 11.
  • the TNT charge was 667 grams.
  • 293.6 g of a simulated agent (Octanol) simulating a red agent was loaded.
  • a first explosive layer 31 that is, an ANFO explosive layer
  • a second explosive layer 32 ie, a sheet explosive (SEP explosive) layer.
  • the explosives used were 1379 grams for ANFO explosives and 1099 grams for SEP explosives.
  • the detonation speed of the explosive was calculated as 4.23 km Zsec for the TNT explosive, 6.15 km Z sec for the SEP explosive, and 3,000 km / sec for the ANFO explosive.
  • the speed of the shock wave in SS400 steel was set at 5 km / sec, and it was assumed that the detonation would start as soon as the shock wave reached the surface of the explosive.
  • the treatment was the same as that for SS400 steel without any particular consideration. In the simulation model for calculation, the cylinder 22 and the lid 23 were omitted.
  • FIG. 7 shows a calculation result in the form of a half-sectional view. According to the results shown in FIG. 7, the detonation process takes about 75 ⁇ s from the ignition by the wire detonator 24 to the end of the propagation of the detonation wave. In the initial stage, the explosives detonate SEP, ANFO, and TNT.
  • the direction of the detonation wave of the ANFO explosive layer 31 is outward, but as time elapses, that is, as the detonation progresses, the height of the SEP explosive layer 32 rises. Dragged by the detonation speed, after 50 / sec, the direction of the detonation wave (detonation vector) must be inward. Therefore, after 50 ⁇ s, the flying speed of shell fragment particles becomes inward. It is considered that this reduces the outward speed of the shell fragments and contributes to the reduction of the damage of the protective cylinder 2.
  • the explosive starts detonating about 8 ⁇ s after the detonation due to the shock wave propagating through the SS400 steel lid 14, and the detonation wave propagates from above to below.
  • the direction of the detonation wave is gradually inclined inward, being dragged by the high shock wave velocity of the inner cylinder 11 made of SS400 steel. This is also considered to have the effect of reducing the velocity of the ⁇ shell debris going outward.
  • FIG. 8 As a reference experiment, another simulation model (FIG. 8) different from the above was calculated under the same conditions as above.
  • the simulation model of FIG. 8 has two features. First, a space without the ANFO explosive layer 31 is formed between the warhead (cover 14) of the red bullet and the detonator 24. Second, the SEP explosive layer 32 covering the warhead side of the simulated ammunition A is conical Is formed.
  • the SEP explosive layer 32 (conical portion) first starts detonation by detonation by the line detonator 24, and the direct transmission of the detonation wave to the lid 14 is based on the aforementioned space. Is blocked by Accordingly, the detonation wave is transmitted from the outside to the ANFO explosive layer 31 bypassing the line detonator 24.
  • the detonation vector of the ANF ⁇ explosive layer 31 has already turned inward from the initial stage (after about 20 ⁇ s). Therefore, it can be seen that by providing a space between the detonator 24 and the warhead as in the model in FIG. 8, the scattering speed of the fragments of the shell shell can be more inwardly directed than in the model in FIG.
  • an ANFO explosive 31 forming the first explosive layer 31 is placed below the red bomb ⁇ and an SEP explosive forming the second explosive layer 32 is arranged below the ANF explosive 31.
  • the ANFO explosive layer 31 below the red bomb A is continuous with the ANFO explosive layer 31 around the red bomb A
  • the SEP explosive layer 32 below the red bomb A is the red A and the ANFO explosive layer 31.
  • the first explosive layer and the second explosive layer which are arranged on the outer periphery of the red ammunition A, are made to wrap around to the lower surface side of the red ammunition A (tail side). By doing so, it is thought that the flying speed of the shell fragments in the downward direction can also be reduced.
  • blast treatment may be performed in an open space.
  • the blast treatment may be performed in an enclosed space in which a wall is formed by a member filled with water.
  • a vinyl chloride bucket-like container 51 is filled with water, and a jig 52 made of vinyl chloride is submerged and arranged inside.
  • the jig 52 is configured by erecting a pipe 54 on a bottom plate 53, and two partition plates 55 are fixed inside the pipe 54, and the inner space of the pipe 54 is divided into three upper, lower, and lower sections. Divided into
  • a communication hole 56 is formed in the pipe 54 in the lower section, and when the jig 52 is submerged in the water in the container 51, the water in the bucket 51 It flows into the side section through the communication hole 56.
  • the lower partition plate 55 is Sealed against the inner surface to prevent water in the lower compartment from flowing into the middle and upper compartments.
  • the inner diameter of the pipe 54 is configured to be slightly larger than the outer diameter of the object, and an annular space 57 is formed between the object and the inner peripheral surface of the pipe 54. ing.
  • a space 59 is formed below the workpiece and above the water wall 60 of the jig 52.
  • a plywood 61 is disposed above the object to be treated so as to close the upper end of the pipe 54, and a water bag 62 is provided above the plywood 61, and water is filled in a closed space for blasting the object. Formed by the water wall. Next, an experiment using this container was performed.
  • the distance tl between the outer surface of the simulated red bullet A and the inner peripheral surface of the pipe 54 is 107 mm, and the radial thickness of the water wall 58 formed between the pipe 54 and the bucket 51. t2 is 280 millimeters on average, the axial thickness of the space 59 is 200 millimeters, the axial thickness of the water wall 60 at the bottom of the pipe 54 is 200 millimeters, and the plywood placed on the upper end of the pipe 54 The thickness of 61 was 10 mm, and the thickness of water bag 62 was about 50 mm.
  • a SS400 steel plate (evaluation plate) 63 of 500 mm wide and 800 mm long was used, and a platform 64 was used at a position about 1 m from the center. It was installed in a standing position. Two evaluation plates 63 were provided so as to face each other with the container 51 interposed therebetween. Note that this experiment was performed inside a predetermined pit for a blast experiment, which was inside the pressure vessel shown in Fig. 5.
  • the first explosive layer is not limited to using granular ANFO explosives. Further, an emulsion (fluid) explosive, for example, a PETN explosive may be used for the first explosive layer. In this case, an emulsion-type explosive is injected into the cylindrical body 22, and then the object is immersed in the injected emulsion-type explosive. 1 Form an explosive layer.
  • SEP explosive as the second explosive layer is not limited.
  • SEP explosive for example, RDX, PE
  • Explosives such as TN can also be used. The point is that the explosive velocity should be higher than that of the first explosive layer.
  • the present invention is not limited to processing one workpiece at a time. For example, figure
  • a plurality of objects A on which the first explosive layer and the second explosive layer are formed are arranged in parallel, and a plurality of the objects A are simultaneously treated by energizing the respective detonators 24 simultaneously. It may be processed.
  • a plurality of objects A are stacked in the vertical direction, and the detonator 24 of the first object A is energized to cause successive detonations.
  • a plurality of workpieces A may be processed at once. In these cases, a plurality of workpieces A can be processed at one time, and the processing capacity can be significantly improved.
  • the processing method of the present invention is not limited to the processing of the above-described red ammunition, but can be applied to the processing of other chemical weapons, for example, firearms. It can also be used for normal ammunition processing.
  • the novel blast treatment method includes forming an explosive layer on the outer surface of an object to be treated provided with a shell having a predetermined shape, and treating the object by exploding the explosive layer.
  • the explosive layer has a first explosive layer formed on the outer surface of the outer shell, and a second explosive layer formed so as to surround the first explosive layer, and the explosive of the second explosive layer is The second explosive layer, which has a higher explosive speed than the explosive in the first explosive layer, is ignited at a predetermined position, and the second explosive layer and the first explosive layer are exploded with a time difference.
  • the second explosive layer explodes first, and the high-speed detonation causes the inner first explosive layer to explode while being compressed. Therefore, a strong detonation force can be obtained even when a low explosive velocity is used as the first explosive layer.
  • the detonation of the first explosive layer is directed inward, so that the flying speed of the shell particles can be directed inward.
  • the detonation vector of the explosive inside the outer shell, which is originally outward is changed to the inward or parallel detonation vector by the inward detonation vector of the first explosive layer. Therefore, the velocity of the shell fragments that are scattered in the radial direction due to the explosion can be reduced, and for example, the container can be prevented from being damaged when exploded in the container.
  • the first explosive layer and the second explosive layer are arranged symmetrically with respect to the axis of the outer shell, and the ignition point is defined by the axis of the outer shell and the second explosive layer. It is preferable to place it where the explosive layers intersect. [0071] If the explosives are arranged axially symmetrically in this manner, the propagation of the detonation proceeds axisymmetrically, and the compression of the first explosive by the detonation of the second explosive is performed at a high degree. The ability to gain detonation S.
  • the ignition point may be arranged at the uppermost part of the second explosive layer, and the first explosive layer may not be formed between the ignition point and the upper part of the outer shell.
  • the first explosive layer is preferably formed of an ANFO explosive.
  • ANFO explosives are inexpensive and can be used to process chemical ammunition at low cost.
  • the first explosive layer is preferably formed of an explosive having a desired fluidity.
  • the desired fluidity refers to fluidity to such an extent that it can be easily injected into a cylindrical body and pushed into a non-processed material.
  • the first explosive layer can be easily formed at low cost. As a result, the blast treatment can be performed efficiently.
  • the explosive layer includes: 1. placing the cylindrical object to be erected on a bottom plate having a predetermined shape; 2. having an inner diameter larger than the outer diameter of the cylindrical object by a predetermined length and forming the cylindrical object. A cylindrical body having a height greater than the height of the workpiece by a predetermined length is placed on the cylindrical workpiece, and 3. an explosive having a desired fluidity between the cylindrical body and the cylindrical workpiece. 4. Place a lid on the upper part of the cylinder, cover the cylindrical workpiece, form a second explosive layer on the outer surface of the cylinder and the lid, and attach the lid to the lid. Preferably, a primer is formed.
  • the explosive layer includes: 1. the cylindrical workpiece to be erected on a bottom plate having a predetermined shape; and 2. an inner diameter larger than the outer diameter of the cylindrical workpiece by a predetermined length.
  • a cylindrical body having a height greater than the height of the cylindrical workpiece by a predetermined length and having a second explosive layer formed on the outer peripheral surface in advance is placed on the cylindrical workpiece, and 3.
  • An explosive having a desired fluidity is filled between the cylindrical workpiece and 4.
  • a lid on which a primer and a second explosive layer are previously formed is placed on the upper portion of the cylindrical body, and the cylindrical workpiece is filled. It may be formed by covering the processing object.
  • the explosive layer includes: 1. a bottom plate having a predetermined shape and an inner diameter larger than the outer diameter of the cylindrical workpiece by a predetermined length and a predetermined length larger than the height of the cylindrical workpiece; Have 2. A predetermined amount of an explosive for forming a first explosive layer having a desired fluidity is injected into the cylinder, and the cylindrical workpiece is injected into the cylinder. 4. Put the lid on top of the cylinder, cover the cylindrical workpiece, 5. Form a second explosive layer on the outer surfaces of the cylinder and the lid, A primer may be formed on the lid.
  • the explosive layer can be easily formed. Therefore, the blast treatment is simplified, and a blast treatment method with excellent treatment efficiency can be provided.
  • Two or more objects to be processed on which the explosive layer is formed may be juxtaposed, ignited at the same time, and processed. Further, two or more objects to be processed on which the explosive layer is formed may be stacked, and a predetermined portion of the object to be processed located at the uppermost position may be ignited and processed. As a result, multiple chemical ammunition can be processed at a time, so that it is possible to provide a blast treatment method with excellent processing capability.
  • the object to be treated has the outer shell filled with a chemical agent harmful to the human body, and the blasting treatment is preferably performed in a closed container.
  • the blasting treatment is preferably performed in a closed container.
  • the wall of the closed container may be formed by filling a fluid such as water.
  • a fluid such as water.
  • the thickness of the wall formed of the fluid material is preferably 250 mm or more. As a result, it is possible to more effectively reduce the momentum of the shell fragments scattered by the blasting process.
  • the present invention is a very useful method for eradicating chemical weapons, which is also the basic philosophy of the establishment of the Chemical Weapons Convention. In particular, there is a great industrial advantage if abandoned chemical weapons can be processed at low cost.

Abstract

所定形状の外殻を備えた被処理物の外表面に爆薬層を形成し、前記爆薬層を爆発させて被処理物を処理する爆破処理方法であって、前記爆薬層は前記外殻の外表面に形成された第１爆薬層と、前記第１爆薬層を囲繞するように形成された第２爆薬層を有し、第２爆薬層の爆薬は第１爆薬層の爆薬より爆速が大きく、前記第２爆薬層の所定個所に点火して、前記第２爆薬層、第１爆薬層を時間差を置いて爆発させる。外殻の飛散の衝撃を緩和して、低コストで爆破処理処理できる。

Description

明 細 書
爆破処理方法
技術分野
[0001] 本発明は弾薬の爆破処理方法に関し、特に化学弾薬の爆破処理方法に関する。
背景技術
[0002] 銃弾、爆弾、地雷、機雷等の軍事用弾薬は、通常、鋼製の外殻の内部に炸薬が充 填されている。特に、化学兵器の場合、炸薬に加えて、人体に有害な化学剤が充填 されている。化学剤の例としては、人体に有害なマスタードやルイサイト等が使用され ている。
[0003] このような化学兵器の処理 ·無害化の一つの方法として、爆破による処理方法が知 られている。爆破による処理は、解体作業が不要であることから、保存状態が良好な 弾薬のみならず、経年劣化 ·変形などにより解体が困難になった弾薬も処理可能で あり、また、爆発に基づく超高温'超高圧によって化学剤のほとんど全てを分解できる 利点がある。このような処理方法は、例えば特許文献 1に開示されている。
[0004] この爆破処理は、化学剤の外部漏洩防止の観点や、爆破処理による音や振動など の環境への影響を低減する観点から、密閉された容器内で行うことが多く行われて いる。また、密閉容器の内部を真空引きした状態で爆破処理を行い、処理後も容器 内を負圧に保って、化学剤の外部漏洩を確実に防止できる利点がある。
特許文献 1：特開平 7-208899号公報。
[0005] しかし、前記特許文献 1のような方法で爆破処理する場合、前記容器は爆発の音 や衝撃に耐え得る堅固なものである。しかし、兵器の弾殻などの固形物の破片が爆 破時に相当な速度で飛散して容器に衝突し、容器の内壁を損傷させてしまうことが多 レ、。従って、何回か処理を行うと容器の傷みが激しくなり、交換が必要となる。容器は サイズが大きく重量物であるため、その交換作業は容易ではない。
[0006] 化学兵器禁止条約成立等の事情から、世界各国において、化学兵器処理の要望 は益々高まってきている。例えば、 日本国政府は化学兵器禁止条約を批准し、旧日 本軍によって中国に遺棄された化学兵器を廃棄する条約上の義務を負うことになつ た。 日本国内閣府遺棄化学兵器処理担当室が 2002年 10月に発表した「中国にお ける旧日本軍遺棄化学兵器処理事業の概要」では、中国各地に各種の遺棄化学兵 器が約 70万発存在すると推定している。その処理施設の設計に当たっては、 3年間 で 70万発の処理を行うことを想定し、 1時間に 120発程度の処理能力を有するように 考慮すべきとしている。
[0007] 従って、前記のような爆破処理において、多数の遺棄化学兵器を低コストで且つ効 率良く処理してレ、くには、密閉容器が損傷しないように爆破処理でき、容器の交換の 手間や時間を低減できることが強く望まれる。また、一度に多数発の兵器を処理でき る処理能力も、強く要請されるところである。
発明の開示
[0008] 本発明は、上述の課題を解決する弾薬の爆破処理方法を提供することを目的として いる。
[0009] 本発明の観点によれば、所定形状の外殻を備えた被処理物の外表面に爆薬層を 形成し、前記爆薬層を爆発させて被処理物を処理するものである。前記爆薬層は前 記外殻の外表面に形成された第 1爆薬層と、前記第 1爆薬層を囲繞するように形成さ れた第 2爆薬層を有する。第 2爆薬層の爆薬は第 1爆薬層の爆薬より爆速が大きぐ 前記第 2爆薬層の所定個所に点火して、前記第 2爆薬層、第 1爆薬層を時間差を置 レ、て爆発させる。
[0010] 前記の方法では、第 2爆薬層が先ず爆発し、その高速な爆轟により、内側の第 1爆 薬層が圧縮されながら爆発することになる。従って、第 1爆薬層として低爆速のものを 採用した場合でも、強力な爆轟力を得ることができる。一般に低爆速の爆薬は安価 で入手し易いことから、処理コストを低減できる。
[0011] また、第 1爆薬層の爆轟べ外ルが内方に向くことにより、弾殻の破片粒子の飛散速 度が内方に向けられる。
[0012] 更に、本来は外向きである外殻内部の爆薬の爆轟ベクトルが、前記第 1爆薬層の 内向きの爆轟ベクトルにつられて、内向き乃至平行向きの爆轟ベクトルに変更される 。従って、爆発により径方向に飛散する弾殻の破片の速度を低減でき、例えば容器 内で爆発させた場合の当該容器の損傷を回避できる。 図面の簡単な説明
[0013] [図 1]本発明の一実施形態の処理方法で処理される被処理物の一例としての 15kg あか弾の構成を示す断面図。
[図 2] (a)は爆薬層形成の第 1の方法における、 SEP爆薬を付着した筒体をあか弾に 被せる状態を示す断面図。 （b)は爆薬層形成の第 2の方法における、筒体を底板に 載置する状態を示す断面図。
[図 3] (a)は爆薬層形成の第 1の方法における、あか弾と筒体との間の隙間に ANFO 爆薬を装填する状態を示す断面図。 （b)は爆薬層形成の第 2の方法における、筒体 に ANFO爆薬を装填し、あか弾を押し込む状態を示す断面図。
[図 4]SEP爆薬を付着した蓋体を筒体の上端に取り付け、線爆雷管をセットした状態 を示す断面図。
[図 5]圧力容器内にあか弾をセットした状態を示す断面図。
[図 6]直径 75ミリメートルあか弾の構成を示す断面図。
[図 7]爆轟伝播のシミュレーション実験結果を示す図。
[図 8]図 7と異なるモデルについての爆轟伝播のシミュレーション実験結果を示す図。
[図 9]あか弾の周囲を水壁で囲んだ状態で爆破処理を行う方法を示す図。
[図 10]あか弾を複数並置して同時に処理する場合を説明する図。
[図 11]あか弾を複数積み重ねて処理する場合を説明する図。
発明を実施するための最良の形態
[0014] 次に、本発明の実施の形態を説明する。図 1には、本発明の爆破処理方法によって 処理される化学兵器の一例としての、 15kgあか弾 Aの構成が示されている。
[0015] あか弾 Aはクシャミ剤ないし嘔吐剤としてのあか剤を使用する化学兵器であり、旧日 本軍によって中国に持ち込まれた化学兵器の殆どは、あか弾が占めるといわれてい る。あ力剤は、外殻 10と内筒 11の間の隙間に充填され、内筒 11と外殻 10は互いに 固定される。内筒 11に螺着される内蓋 12には、黄銅製の炸薬筒 13が固定されてい る。
[0016] 炸薬筒 13の内部にはピクリン酸が充填され、内筒 11の内側（炸薬筒 13の外側）に は TNT系爆薬（具体的には、例えば、 TNTにナフタレンを 15%あるいは 20%含ん だもの）が充填されている。弾頭部分において、内筒 11には蓋 14が螺着されている
[0017] 次に、前記あか弾 Aに本発明の一実施形態としての爆破処理方法を適用して処理 する状態を、図 2 (a)—図 5を参照して説明する。
[0018] まず図 2 (a)に示すように、あか弾 Aを底板 21の上に、弾頭側を上にした起立状態 で載置固定した上で、あか弾 Aの周囲を、例えば合成樹脂あるいは紙などで作った 両端に開口がある筒体 22で被う。
[0019] この筒体 22の外表面には予め、シート状の爆薬 (本実施形態では、 SEP爆薬を使 用）を巻き付けている。これによつて、第 2爆薬層 32が形成される。なお、筒体 22をか ぶせる際は、その軸線が前記あか弾 Aの軸線とほぼ一致するように筒体 22が位置決 めするのが好ましい。
[0020] 筒体 22の内径は前記あか弾 Aの外殻 10の外径よりも大きぐ筒体 22の高さは前記 あか弹 Aの外殻 10の高さよりも大きい。筒体 22を被せると、あか弾 Aと筒体 22との間 には環状の隙間 gが形成される（図 3 (a)参照）。なお、後述の ANFO爆薬が隙間 gか ら漏れないよう、前記底板 21と前記筒体 22との間は隙間がないよう封止した状態で 固定しておく。
[0021] 次に図 3 (a)に示すように、前記環状隙間 gに、第 1爆薬層 31を形成する顆粒状の ANFO爆薬を装填する。前記筒体 22の高さ一杯まで充填した後、図 4に示すように 、筒体 22の上端に、例えば合成樹脂あるいは紙などで作った蓋体 23を固定する。こ の蓋体 23の上面には予め、シート状の爆薬 (SEP爆薬)を付着させて、第 2爆薬層 3 2を形成する。最後に、前記蓋体 23の中央に線爆雷管 24をセットする。
[0022] 第 2爆薬層 32を形成する弾薬 (SEP爆薬）の爆速は、第 1爆薬層 31を形成する弾 薬 (ANFO爆薬）の爆速より早レ、。
[0023] また、次のような方法で、あか弾 Aに第 1爆薬層 31、第 2爆薬層 32を形成してもよい 。先ず、あか弾 Aを底板 21の上に、弾頭側を上にした起立状態で載置固定した後、 軸線が前記あか弾 Aの軸線とほぼ一致するように位置決めして筒体 22をかぶせる。 その後、図 3 (a)に示すように、前記環状隙間 gに、第 1爆薬層 31を形成する顆粒状 の ANFO爆薬を装填し、図 4に示すように、筒体 22の上端に、蓋体 23を固定する。 そして、筒体の外表面と蓋体 23の上面に、シート状の爆薬 (例えば、 SEP爆薬）を付 着させて第 2爆薬層 32を形成し、最後に、前記蓋体 23の中央に線爆雷管 24をセット する。
[0024] さらに、次のような方法で、あか弾 Aに第 1爆薬層 31、第 2爆薬層 32を形成してもよ レ、。図 2 (b)に示すように、先ず、底板 21の上に筒体 22を起立状態に置く。そして、 図 3 (b)に示すように、筒体内部に第 1爆薬層 31を形成する顆粒状の ANFO爆薬を 所定量注入する。その後、あか弾 Aを押し込んで、先に入れていた ANFO弾薬があ か弾 Aの外周面を取り巻くようにする。そして、図 4に示すように、筒体 22の上端に、 蓋体 23を固定し、筒体の外表面と蓋体 23の上面に、シート状の爆薬 (例えば、 SEP 爆薬)を付着させて第 2爆薬層 32を形成した後、前記蓋体 23の中央に線爆雷管 24 をセットする。この方法では、 ANFO爆薬をあか弾 Aの底部の下にも設けることができ る。そのため、より確実な爆破を行うことができる。この場合、さらに、底板 21の下面に 第 2爆薬層 32を形成しておいてもよい。爆破をより確実におこなうことができる。
[0025] 図 5に、爆破処理のための圧力容器 1を示す。この圧力容器 1は内径 2メートル弱、 容積 7立方メートノレ程度の鋼製圧力容器であり、その内部には、高張力鋼製の防護 筒 2が、その軸線を横に向けた状態で収納されている。また、防護筒 2の軸線方向両 端部を閉鎖するように、多数本の防護チェーン 3が 2重に吊り下げられている。防護 筒 2の内周面（天井面）には吊金具 4が溶接されている。
[0026] そして、前記吊金具 4に、図 2 (a)—図 4で示したように ANFO爆薬層 31及び SEP 爆薬層 32を付着した前記あか弾 Aを、袋 25に入れた状態で吊り下げる。このとき、あ か弹 Aは圧力容器 1内のほぼ中心に位置するようにし、また、弾頭 (即ち、線爆雷管 2 4側）を上に向けた状態にする。そして、前記線爆雷管 24から引き出された発破母線 26を、図示しない発破器に電気的に接続し、圧力容器 1を密閉した状態とした上で 起爆させる。
[0027] こうすることで、線爆雷管 24の部分から SEP爆薬層 32が先ず爆発し、その爆発に より、内側の ANFO爆薬層 31が圧縮されながら爆発する形となる。 ANFO爆薬層 3 1のような安価で低爆速の爆薬を使用した場合でも、強力な爆轟力を得ることができ る。従って、有効でかつ低コストな爆破処理方法を提供できる。また、 ANFO爆薬層 31の爆轟ベクトルが内側に向くことにより、弹殻 (即ち、あか弾の外殻 10、内筒 11、 及び蓋 14など）の破片粒子の飛散速度が内方に向けられる。なお、爆轟力とは爆轟 による衝撃波の圧力のことであり、爆轟ベクトルとは爆轟による衝撃波の方向のことで ある。
[0028] 更に、本来は外向きである外殻内部のピクリン酸や TNT系爆薬の爆轟ベクトル力 前記 ANFO爆薬層 31の内向きの爆轟べタトノレに引き摺られて、内向き乃至平行向 き（下向き）の爆轟ベクトルに変更される。従って、爆発により径方向に飛散する弹殻 の破片の速度を低減でき、防護筒 2や防護チェーン 3の損傷を軽減することができる 。なお、この効果については、後述のシミュレーション実験で改めて詳述する。
[0029] また、本実施形態では ANFO爆薬層 31、 SEP爆薬層 32ともに、被処理物としての あか弹 Aの軸線に関して対称に配置されており、前記 SEP爆薬層 32の起爆点（線爆 雷管 24)が、この軸線上に設置されている。従って、爆轟の伝播も軸対称を保ちなが ら行われるため、 SEP爆薬層 32の爆轟が ANFO爆薬層 31を圧縮する効果が大きく 、より大きな ANFO爆薬層 31の爆轟力を得られる。
[0030] 本実施形態では、また SEP爆薬層 32を配置した筒体 22をあか弾 Aに被せ、筒体 2 2とあか弾 Aとの間に顆粒状の ANFO爆薬層 31を入れることで、 ANFO爆薬層 31 及び SEP爆薬層 32をあか弾 Aの周囲に取り巻かせた状態とすることが容易にできる 。従って、爆破処理のための工程を簡素化することができる。
[0031] 前記の爆破処理方法の効果を実証するために、以下の実験を行った。
〔実験 1〕
内径 1. 8メートル、長さ 3. 55メートノレ、容積 7. 1立方メートル、設計圧力 IMPaの鋼 製圧力容器 1を用意し、この内部に、破片に対する防護用として、 580MPa級高張 力鋼製の 50ミリメートル厚の防護筒 2と、 2重幕状の多数本の防護チェーン 3を設置 した。
[0032] 次に、直径 75ミリメートノレのあか弾を模した模擬弾を作った。このあか模擬弹 Aの構 成は図 6に示されるように、前記 15kgあか模擬弹（図 1)よりやや小型のものであって 、主要部分の寸法は、炸薬筒 13の寸法が直径 29ミリメートル、高さ 80ミリメートノレ、内 筒 11の寸法が直径 44ミリメートル、高さ 295ミリメートノレ、外殻 10の寸法が直径 74ミリ メートル、高さ 302. 5ミリメートルであった。また、あか模擬弹 Aについては、外殻 10、 内筒 11、内蓋 12、炸薬筒 13、蓋 14の何れも、 SS400鋼製とした。
[0033] あか模擬弾 Aの内筒 11内及び炸薬筒 13内には、 TNT爆薬 252グラムを装填した 。また、あ力 4莫擬弹 Aの内筒 11と外殻 10との間には、あ力、剤を擬した擬剤（オタタノ 一ノレ）を 96. 8グラム装填した。
[0034] この模擬弹 Aの外周に、図 2 (a)—図 4に示すのと同様の方法で第 1爆薬 (ANFO 爆薬)層 31を約 10ミリメートノレ厚となるよう均一な厚さで形成し、その更に外周および 上面側に、 5ミリメートル厚の第 2爆薬 (SEP爆薬)層 32を形成した。使用した爆薬量 は、 ANFO爆薬が815グラム、 SEP爆薬が 733グラムであった。そして、上面側の S EP爆薬層 32の中心に線爆雷管 24をセットした上で、図 5に示すように全体を袋 25 に入れて前記吊金具 4から圧力容器 1の中央に吊るし、圧力容器 1内を密閉して内 部を真空とした上で、起爆させた。
[0035] 爆発後の前記防護筒 2の内面を目視で観察したところ、その側面側に、弾殻の破 片が衝突して生じたとみられる打痕が生じていた。ただし、その打痕の深さは非常に 浅いものであった。防護筒 2の床面側にも打痕が生じており、側面側に比較すれば 若干深いものであった力 それでもどちらかといえば浅い打痕であった。また、貫通 孔のような大きな損傷は防護筒 2には全く生じなかった。
[0036] 従って、この実験で使用した 50ミリメートル厚の 580MPa級高張力鋼板は、従来に 比べてより多くの回数の爆破処理に耐え、交換の必要頻度が低減されるものと考えら れる。
[0037] なお、爆発後、容器内圧力が 1気圧になるまで空気を供給し、その中から 6リットノレ の空気をガス試料として採取して、擬剤としてのォクタノールを前記ガス試料からシリ 力ゲルで捕集して溶媒を脱離し、 GC/FID法で分析した。するとォクタノールは、分 析できる下限量（1. 7ミリグラム/リットル)を下回っており、検出することはできなかつ た。
[0038] また、爆発後、防護筒 2の内面の一部を水 8リットルを使用して洗って水試料を作成 し、あか模擬弾に充填したォクタノールの残存量を調べた。ォクタノールの残存量の 測定は、水試料から溶媒を脱離し、 GC/FID法で分析することにより、行った。爆発 後に容器内の固体表面に均一に付着していると仮定して擬剤の残存率を算定すると
、 0. 033パーセントであった。これらの結果から、爆発に基づく超高温'超高圧によつ て化学剤のほとんどを分解できていることが判る。
[0039] 〔実験 2〕
実験 1で使用した直径 75ミリメートルのあか弾よりも大きレ、、図 1に示すとおりの「15k gあか弾」を模した模擬弾を作った。あか弾 Aの主要な寸法を述べると、炸薬筒 13の 寸法が直径 30ミリメートル、高さ 123ミリメートノレ、内筒 11の寸法が直径 64ミリメートノレ 、高さ 350ミリメートノレ、外殻 10の寸法が直径 100ミリメートル、高さ 380ミリメートノレで あった。
[0040] あか模擬弾 Aの炸薬筒 13の内部、及び内筒 11の内部には、いずれも TNT爆薬を 装填した。 TNT爆薬の装填量は 667グラムであった。また、模擬弾の内筒 11と外殻 10との間には、あか剤を擬した擬剤（ォクタノール)を 293. 6グラム装填した。
[0041] 実験 1と同様に、この模擬弾 Aの外周に第 1爆薬層 31即ち ANFO爆薬層を約 10ミ リメ一トル厚となるよう形成し、その更に外周および上面側に、 5ミリメートル厚の第 2 爆薬層 32即ちシート爆薬 (SEP爆薬)層を形成した。使用した爆薬量は、 ANFO爆 薬が 1379グラム、 SEP爆薬が 1099グラムであった。そして実験 1と同様に、上面側 の SEP爆薬層 32の中心に線爆雷管 24をセットした上で、全体を袋 25に入れて前記 吊金具 4から圧力容器 1の中央に吊るし、圧力容器 1内を真空とした上で、起爆させ た。
[0042] 爆発後の前記防護筒 2の内面を目視で観察したところ、その側面側に、破片が衝 突して生じたとみられる打痕が生じていた。ただし、その打痕の深さは非常に浅いも のであった。防護筒 2の床面側にも打痕が生じており、この打痕は側面側に比較す れば若干深いものであり、実験 1の床面側の打痕よりも打痕の縁が明瞭となっていた (破片が高速で衝突した場合の打痕の特徴)。ただし、それでもどちらかといえば浅 ぃ打痕であった。また、貫通孔のような大きな損傷は防護筒 2には全く生じなかった。
[0043] 擬剤ォクタノールの残存量を実験 1と同様に測定したところ、ガス試料からはクタノ ールを検出できなかった。水試料の計測値から残存率を算出すると、 0. 156パーセ ントであった。 [0044] 〔実験 3〕
次に、前記の 15kgあか模擬弾について、線爆雷管 24を起爆させたときの爆轟伝播 シミュレーション実験を、コンピュータを用いて行った。この結果を図 7に示す。
[0045] なお、爆薬の爆轟速度については、 TNT爆薬は 4. 23キロメートノレ Z秒、 SEP爆 薬は 6. 15キロメートル Z秒、 ANFO爆薬は 3. 00キロメートル/秒として計算した。 また、 SS400鋼中の衝撃波速度は 5キロメートノレ/秒とし、衝撃波が爆薬表面に到 達すると同時に爆轟が開始するものと仮定した。擬剤中の衝撃波速度にっレ、ては、 特に考慮せず、 SS400鋼と同じ扱レ、とした。また、計算のためのシミュレーションモデ ルにおレ、ては、筒体 22や蓋体 23を省略した。
[0046] 図 7には計算結果が半断面図の形で示されている。この図 7に示す結果によれば、 爆轟過程は、線爆雷管 24による点火から爆轟波の伝播終了まで、約 75 μ秒である 。初期過程では、 SEP爆薬、 ANFO爆薬、 TNT爆薬の順に爆轟する。
[0047] 注目すべきことは、 ANFO爆薬層 31の爆轟波の方向である。初期段階では、外殻 10 (SS400鋼製）との界面における ANFO爆薬層 31の爆轟波の方向は外側に向い ているが、時間の経過すなわち爆轟の進行につれて、 SEP爆薬層 32の高爆轟速度 に引き摺られて、 50 / 秒以降は、爆轟波の方向（爆轟ベクトル）が内向きになってい ること力 S半 IJる。従って、 50 μ秒以降は、弾殻の破片粒子の飛散速度も内向きになる。 このことが弾殻の破片の外向き速度を下げ、前記防護筒 2の損傷の低減に貢献して いると考えられる。
[0048] また、 ΤΝΤ爆薬は SS400鋼製の蓋 14を伝播する衝撃波により、起爆後 8 μ秒程 度で爆轟を開始し、その爆轟波は上方から下方に向かって伝播する。ただし、 15 β 秒以降は、 SS400鋼製の内筒 11の高い衝撃波速度に引き摺られて、爆轟波の方 向は内向きとなるように徐々に傾いている。これも、外側へ向かう弹殻の破片速度を 緩和する効果をもたらしていると考えられる。
[0049] なお、参考実験として、前記とは異なるもう一つのシミュレーションモデル（図 8)につ いて、前記と同様の条件で計算を行った。図 8のシミュレーションモデルの特徴は 2つ あり、第 1に、あか弾 Αの弾頭 (蓋 14)と線爆雷管 24との間に、 ANFO爆薬層 31がな い空間が形成されている。第 2に、模擬弾 Aの弾頭側を覆う SEP爆薬層 32は円錐状 に形成されている。
[0050] このモデルでは、線爆雷管 24による起爆によって SEP爆薬層 32 (円錐状部分）が 爆轟を先ず開始するが、この爆轟波の前記蓋 14への直接の伝達は、前記の空間に よって阻止される。従って、爆轟波は線爆雷管 24から迂回して外側から ANFO爆薬 層 31に伝達される形となる。このシミュレーション実験では、図 7の結果と異なり、 AN F〇爆薬層 31の爆轟ベクトルは、初期段階 (約 20 μ秒後）から既に内側を向いてい る。従って、図 8のモデルのように線爆雷管 24と弾頭との間に空間を設けることで、図 7のモデルよりも確実に弾殻の破片粒子の飛散速度を内向きにできることが判る。
[0051] なお、あか弾 Αの下方に第 1爆薬層 31を形成する ANFO爆薬 31を置き、この AN F〇爆薬 31の下面に第 2爆薬層 32を形成する SEP爆薬を配置することも考えられる 。この場合、あか弾 Aの下方の ANFO爆薬層 31はあか弾 Aの外周の前記 ANFO爆 薬層 31と連続させ、あか弾 Aの下方の SEP爆薬層 32は、あか弾 A及び ANFO爆薬 層 31の外側を筒状に覆う前記 SEP爆薬層 32と連続させる。換言すれば、あか弾 A の外周に配置されている第 1爆薬層及び第 2爆薬層を、あか弾 Aの下面側（弾尾側） まで回り込ませるようにする。こうすることで、弾殻の破片の下方への飛散速度も低減 できると考えられる。
[0052] 上述の実施形態では、被処理物を鋼製の圧力容器内部で爆破処理する方法を説 明したが、本発明はこれに限られない。被処理物の毒性がないか弱い場合は、開放 された空間で爆破処理を行ってもよい。また、水が充填され部材で壁部が形成され た密閉空間内で爆破処理してもよい。具体的には、図 9に示すように、塩化ビニル製 のバケツ状容器 51に水を充填するとともに、その内部に塩化ビュル製の治具 52を沈 ませて配置する。この治具 52は底板 53上にパイプ 54を立設して構成しており、その パイプ 54の内部には 2枚の区画板 55を固定し、当該パイプ 54内部空間を上中下の 3区画に分けている。
[0053] パイプ 54内部の前記 3区画のうち、上側の区画の内部には被処理物を設置する。
なお、下側の区画の部分には前記パイプ 54に連通孔 56が形成させ、治具 52を容 器 51内の水に沈ませると、バケツ状の容器 51内の水がパイプ 54内の下側の区画に 連通孔 56を介して流入するようになっている。なお、下側の区画板 55はパイプ 54の 内面に対してシールされており、下側の区画の水が中間の区画や上側の区画へ流 入しないようにしている。
[0054] 前記パイプ 54の内径は、被処理物の外径よりも若干大きく構成しており、被処理物 とパイプ 54内周面との間には、環状空間 57が形成されるようになっている。被処理 物の下方、冶具 52の水壁 60の上方に、空間 59が形成されている。一方、被処理物 の上方には、前記パイプ 54の上端を塞ぐようにベニヤ板 61を配置し、その上側に水 袋 62を設置して、被処理物を爆破処理する密閉空間を水が充填された水壁で形成 してレ、る。次に、この容器を使った実験を行った。
[0055] 〔実験 4〕
この実験では、実験 1で使用した「直径 75ミリメートノレあか模擬弾」を、前記密閉空間 に置いた。使用した爆薬の種類、量は、実験 1で記載したのと全く同じである。
[0056] あか模擬弾 Aの外表面とパイプ 54の内周面との距離 tlは、 107ミリメートルで、パイ プ 54とバケツ状容器 51の間に形成された水壁部 58の径方向の厚み t2は平均で 28 0ミリメートノレで、空間 59の軸方向の厚さは 200ミリメートルで、パイプ 54下部の水壁 部 60の軸方向の厚さは 200ミリメートノレで、パイプ 54の上端に置かれたベニヤ板 61 の厚さは 10ミリメートルで、水袋 62の厚さは約 50ミリメートルであった。
[0057] 爆破処理の際に飛散する破片の威力を評価するために、横 500ミリメートノレ X縦 8 00ミリメートノレの SS400鋼板（評価板） 63を、中心から約 1メートルの位置に、台 64を 用いて立てた状態で設置した。評価板 63は、前記容器 51を挟んで対面するようにし て 2枚設置された。なお、この実験は、図 5に示す圧力容器内ではなぐ所定の爆破 実験用のピットの内部で行われた。
[0058] 前記の条件で起爆し爆破処理を行った後、前記評価板 63の状態を目視で観察し たところ、 2枚とも、弾殻の破片によるとみられる損傷は全く認められなかった。また、 バケツ状容器 51の内面の状態を観察したところ、飛散した破片によるものとみられる 引つ搔き傷が多数認められたが、容器 51を貫通する損傷は一つも認められなかった 。これは、爆発によって飛散する破片の勢いが水壁部 58、 60によって弱められる結 果、破片はバケツ状容器 51の内面にまでは到達したがそれを貫通するまでは至らな 力、つたことを意味する。 [0059] なお、参考実験 1として、前記バケツ状容器 51に代えてやや小さいバケツ状容器（ 図略）を使用し、あ力 4莫擬弹 Aの周囲の水壁部 58の径方向厚さが平均 162ミリメート ルとなるようにし、ほかは前記実験と全く同様の条件で実験を行った。すると、前記評 価板 63には貫通孔が 2箇所認められた。また、その小さいバケツ状容器には貫通状 の損傷が多数認められた。
[0060] 更に参考実験 2として、前記治具 52を使用せず、あか模擬弾 Aを水に直接水没さ せて爆破処理する実験を行った。言い換えれば、前記空間 57、 59を全く無くした状 態で実験を行った。なお、あか模擬弾 Aの周囲の水壁部の厚さを計算すると、平均 2 69ミリメートノレ相当であった。この実験の結果、前記評価板 63は全くの無傷であり、 バケツ状容器 51の内面においても、弹殻の破片によるものとみられる損傷は一切認 められなかった。
[0061] 以上の結果を総合すると、水壁部 58の径方向の厚さ t2を少なくとも約 250ミリメート ル以上にすれば、爆発時の弾殻の破片の飛散する勢いを効果的に低減できるという 知見が得られた。
[0062] 以上、本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は前記実施形態の方法に限 られず、例えば、以下のように変更して実施してもよい。
[0063] (1)第 1爆薬層として、顆粒状の ANFO爆薬を用いることに限定されない。また、ェ マルジヨン状 (流動状）の爆薬、例えば、 PETN系爆薬を第 1爆薬層に用いてもよい。 この場合、筒体 22の内部にェマルジヨン状爆薬を注入して、その後に注入したエマ ルジョン状爆薬に被処理物を浸漬するようにすれば、簡単な操作で、被処理物の周 囲に第 1爆薬層を形成する。
[0064] (2)第 2爆薬層として SEP爆薬を用いることに限定されない。例えば、 RDX系、 PE
TN系などの爆薬を用いることもできる。要は、第 1爆薬層よりも爆速が大きいものであ れば良い。
[0065] (3)本発明は、一度に一つの被処理物を処理する場合に限定されなレ、。例えば図
10に示すように、第 1爆薬層、第 2爆薬層を形成した被処理物 Aを並列に複数並べ、 それぞれの線爆雷管 24に同時に通電することで、一度に複数の被処理物 Aを処理 するようにしてもよい。 [0066] (4)また、図 11に示すように、複数の被処理物 Aを縦方向に積み重ねて、先頭の被 処理物 Aの線爆雷管 24に通電することで、次々と連爆させて一度に複数の被処理 物 Aを処理するようにしてもよい。これらの場合は、一度に複数の被処理物 Aを処理 でき、処理能力を顕著に向上させることができる。また、それぞれの被処理物 Aの弹 殻の破片粒子の飛散速度は内向きに向けられるので、例えば容器内で複数同時に 爆破処理した場合であっても、当該容器の損傷を少なくあるいはゼロとすることがで きる。また、縦方向に 2つ、横方向に 2つ並べて、 2 X 2 = 4本の被処理物 Aを同時に 処理するようにしてもよい。
[0067] (5)本発明の処理方法は、上述のあか弾の処理にのみに限定されるものではなぐ 他の化学兵器、例えば、きい弾等の処理にも適用できる。さらに通常の弾薬の処理 にも使用することができる。
[0068] 上述したように、新規な爆破処理方法は、所定形状の外殻を備えた被処理物の外 表面に爆薬層を形成し、前記爆薬層を爆発させて被処理物を処理するもので、前記 爆薬層は前記外殻の外表面に形成された第 1爆薬層と、前記第 1爆薬層を囲繞する ように形成された第 2爆薬層を有し、第 2爆薬層の爆薬は第 1爆薬層の爆薬より爆速 が大きぐ前記第 2爆薬層の所定個所に点火して、前記第 2爆薬層、第 1爆薬層を時 間差を置いて爆発させる。
[0069] この方法では、第 2爆薬層が先ず爆発し、その高速な爆轟により、内側の第 1爆薬 層が圧縮されながら爆発することになる。従って、第 1爆薬層として低爆速のものを採 用した場合でも、強力な爆轟力を得ることができる。また、第 1爆薬層の爆轟べクトノレ が内方に向くことにより、弾殻の破片粒子の飛散速度が内方に向けることができる。 更に、本来は外向きである外殻内部の爆薬の爆轟ベクトルが、前記第 1爆薬層の内 向きの爆轟ベクトルにつられて、内向き乃至平行向きの爆轟ベクトルに変更される。 従って、爆発により径方向に飛散する弾殻の破片の速度を低減でき、例えば容器内 で爆発させた場合の当該容器の損傷を回避できる。
[0070] 前記外殻が円筒形状の場合、前記第 1爆薬層及び第 2爆薬層を前記外殻の軸線 に対して対象に配置して、前記点火箇所は前記外殻の軸線と前記第 2爆薬層が交 差する箇所に配置するのが好ましレ、。 [0071] このように爆薬が軸対称に配置されていれば、爆轟の伝播も軸対称に進み、第 2爆 薬の爆轟による第 1爆薬の圧縮が強い度合いで行われるので、より強い爆轟力を得 ること力 Sできる。
[0072] 前記点火箇所は第 2爆薬層の最上部に配置し、前記点火箇所と前記外殻上部の 間には第 1爆薬層を形成しないようにしてもよい。
[0073] これにより、被処理物の弾殻の破片粒子の飛散速度を、一層確実に内向きに向け ること力 Sできる。従って、弾殻の破片粒子の飛散速度をより一層低減できる。
[0074] 前記第 1爆薬層は ANFO爆薬で形成するのが好ましい。 ANFO爆薬は安価であり 、この爆薬を用いることによって、低コストで化学弾薬を処理することが可能である。
[0075] 前記第 1爆薬層は所望の流動性を有する爆薬で形成するのが好ましい。所望の流 動性とは、筒体への注入、非処理物の押し込みが容易に行える程度の流動性をいう 。これにより、第 1爆薬層を容易に低コストで作ることができる。それによつて、効率よく 爆破処理することができる。
[0076] 前記爆薬層は、 1.所定形状の底板に前記円筒状被処理物を起立状態で置き、 2 .前記円筒状被処理物の外径より所定長大きい内径を有し且つ前記円筒状被処理 物の高さより所定長大きい高さを有する筒体を前記円筒状被処理物に被せ、 3.前 記筒体と前記円筒状被処理物との間に、所望の流動性を有する爆薬を充填し、 4. 蓋体を前記筒体上部に置いて、前記円筒状被処理物を被い、前記筒体及び前記蓋 体の外表面に第 2爆薬層を形成し、前記蓋体に雷管を形成するのが好ましい。
[0077] また、前記爆薬層は、 1.所定形状の底板に前記円筒状被処理物を起立状態で置 き、 2.前記円筒状被処理物の外径より所定長さ大きい内径を有し且つ前記円筒状 被処理物の高さより所定長さ大きい高さを有し、予め第 2爆薬層が外周面に形成され た筒体を前記円筒状被処理物に被せ、 3.前記筒体と前記円筒状被処理物との間 に、所望の流動性を有する爆薬を充填し、 4.予め雷管及び第 2爆薬層が形成された 蓋体を前記筒体上部に置いて、前記円筒状被処理物を被って、形成するようにして あよい。
[0078] さらに、前記爆薬層は、 1.所定形状の底板に、前記円筒状被処理物の外径より所 定長大きい内径を有し且つ前記円筒状被処理物の高さより所定長大きい高さを有す る筒体を起立状態で置き、 2.前記筒体内部に所望の流動性を有する第 1爆薬層を 形成する爆薬を所定量注入し、 3.前記円筒状被処理物を前記筒体内に注入された 爆薬に押し込み、 4.蓋体を前記筒体上部に置いて、前記円筒状被処理物を被い、 5.前記筒体及び前記蓋体の外表面に第 2爆薬層を形成し、前記蓋体に雷管を形成 するようにしてもよい。
[0079] これらの爆薬層形成によって、爆薬層の形成が容易に行うことができる。そのため、 爆破処理が簡単になり、処理効率に優れた爆破処理方法を提供することができる。
[0080] 前記爆薬層が形成された被処理物を 2つ以上並置して、同時に点火して処理する ようにしてもよい。また前記爆薬層が形成された被処理物を 2つ以上積み重ねて、最 上部に位置する被処理物の所定箇所に点火して処理するようにしてもよい。これによ り、一度に複数の化学弾薬を処理できるので、処理能力に優れた爆破処理方法を提 供すること力 Sできる。
[0081] 前記被処理物は前記外殻内部に人体に有害な化学剤が充填されていて、爆破処 理は密閉容器内で行うことが好ましい。密閉容器内で処理することによって、爆破処 理後に毒性のある化学剤の一部が残っていても、直接大気に流出することを防ぐこと ができる。
[0082] 前記密閉容器の壁部を水のような流動体物を充填して形成してもよい。これにより、 爆破処理によって飛散する弹殻の破片の勢いを水のような流動体壁によって弱める こと力 Sできる。従って、例えば容器内で爆発させた場合の当該容器の損傷を回避で きる。
[0083] 前記流動体物で形成された壁部の厚みは 250ミリメートル以上であることが好まし レ、。これにより、爆破処理によって飛散する弾殻の破片の勢いを、より効果的に弱め ること力 Sできる。
産業上の利用可能性
[0084] 本発明は、化学兵器禁止条約成立の基本理念ともなつている化学兵器の根絶に 向けて、大いに役立つ方法である。特に、遺棄化学兵器の処理を、低コストで行うこと ができるとレ、う産業上の大きなメリットがある。

Claims

請求の範囲
[1] 所定形状の外殻を備えた被処理物の外表面に爆薬層を形成し、前記爆薬層を爆発 させて被処理物を処理する爆破処理方法であって、前記爆薬層は前記外殻の外表 面に形成された第 1爆薬層と、前記第 1爆薬層を囲繞するように形成された第 2爆薬 層を有し、第 2爆薬層の爆薬は第 1爆薬層の爆薬より爆速が大きぐ前記第 2爆薬層 の所定個所に点火して、前記第 2爆薬層、第 1爆薬層を時間差を置いて爆発させる ことを特徴とする爆破処理方法。
[2] 請求項 1に記載の爆破処理方法であって、前記外殻は円筒形状で、前記第 1爆薬層 及び第 2爆薬層は前記外殻の軸線に対して対象に配置されており、前記点火箇所 は前記外殻の軸線と前記第 2爆薬層が交差する箇所に配置されていることを特徴と する爆破処理方法。
[3] 請求項 2に記載の爆破処理方法であって、前記点火箇所は第 2爆薬層の最上部に 配置され、前記点火箇所と前記外殻上部の間には第 1爆薬層が形成されていないこ とを特徴とする爆破処理方法。
[4] 請求項 1に記載の爆破処理方法であって、前記第 1爆薬層は ANFO爆薬で形成さ れてレヽることを特徴とする爆破処理方法。
[5] 請求項 1に記載の爆破処理方法であって、前記第 1爆薬層は所望の流動性を有する 爆薬で形成されていることを特徴とする爆破処理方法。
[6] 請求項 1に記載の爆破処理方法であって、前記外殻は円筒形状であって、前記爆 薬層は以下の工程で形成されることを特徴とする爆破処理方法、
所定形状の底板に前記円筒状被処理物を起立状態で置く第 1工程と、 前記円筒状被処理物の外径より所定長大きい内径を有し且つ前記円筒状被処理 物の高さより所定長大きい高さを有する筒体を前記円筒状被処理物に被せる第 2ェ 程と、
前記筒体と前記円筒状被処理物との間に、所望の流動性を有する爆薬を充填する 第 3工程と、
蓋体を前記筒体上部に置いて、前記円筒状被処理物を被う第 4工程と、
前記筒体及び前記蓋体の外表面に第 2爆薬層を形成し、前記蓋体に雷管を形成す る第 5工程。
[7] 請求項 1に記載の爆破処理方法であって、前記外殻は円筒形状であって、前記爆 薬層は以下の工程で形成されることを特徴とする爆破処理方法、
所定形状の底板に前記円筒状被処理物を起立状態で置く第 1工程と、 前記円筒状被処理物の外径より所定長さ大きい内径を有し且つ前記円筒状被処 理物の高さより所定長さ大きい高さを有し、予め第 2爆薬層が外周面に形成された筒 体を前記円筒状被処理物に被せる第 2工程と、
前記筒体と前記円筒状被処理物との間に、所望の流動性を有する爆薬を充填する 第 3工程と、
予め雷管及び第 2爆薬層が形成された蓋体を前記筒体上部に置いて、前記円筒状 被処理物を被う第 4工程。
[8] 請求項 1に記載の爆破処理方法であって、前記外殻は円筒形状であって、前記爆 薬層は以下の工程で形成されることを特徴とする爆破処理方法、
所定形状の底板に、前記円筒状被処理物の外径より所定長大きい内径を有し且 つ前記円筒状被処理物の高さより所定長大きい高さを有する筒体を起立状態で置く 第 1工程と、
前記筒体内部に所望の流動性を有する第 1爆薬層を形成する爆薬を所定量注入 する第 2工程と、
前記円筒状被処理物を前記筒体内に注入された爆薬に押し込む第 3工程と、 蓋体を前記筒体上部に置いて、前記円筒状被処理物を被う第 4工程と、
前記筒体及び前記蓋体の外表面に第 2爆薬層を形成し、前記蓋体に雷管を形成す る第 5工程。
[9] 請求項 1に記載の爆破処理方法であって、前記爆薬層が形成された被処理物を 2つ 以上並置して、同時に点火して処理することを特徴とする爆破処理方法。
[10] 請求項 1に記載の爆破処理方法であって、前記爆薬層が形成された被処理物を 2つ 以上積み重ねて、最上部に位置する被処理物の所定箇所に点火して処理すること を特徴とする爆破処理方法。
[11] 請求項 1に記載の爆破処理方法であって、前記被処理物は前記外殻内部に人体に 有害な化学剤が充填されていて、爆破処理は密閉容器内で行われることを特徴とす る爆破処理方法。
[12] 請求項 11に記載の爆破処理方法であって、前記密閉容器の壁部に流動性物質が 充填されてレヽることを特徴とする爆破処理方法。
[13] 請求項 12に記載の爆破処理方法であって、前記壁部の厚みは 250ミリメートノレ以上 であることを特徴とする爆破処理方法。
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