爆轟

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爆轟(ばくごう、detonation)とは、気体の急速な熱膨張の速度が音速を超え衝撃波を伴いながら燃焼する現象である。

概説[編集]

一般的に爆轟を起こしながら燃焼する物質爆薬と呼ぶ。爆轟においては熱伝導速度を超えて燃焼が起こる場合もあるが、これは衝撃波による断熱圧縮によって燃焼するためである。速度により、「高速爆轟」と「低速爆轟」に分けられる。

空気中に可燃性ガス(気化したガソリンなど)が充満して、これに着火する場合、爆轟が起きるかどうかは、

  1. 気体の濃度
  2. 空間の密閉強度
  3. 着火する際に加えられるエネルギーの大きさ

に左右される。

研究[編集]

気体の爆轟現象を予測する最も古典的な方法はデヴィッド・レナード・チャップマン(David Leonard Chapman, 1869年–1958年)とジャック・ジュグエ(Jacques Charles Emile Jouguet, 1871年–1943年)が提唱したCJ理論である。代数方程式の比較的単純な集合によって記述されるCJ理論は長年活用されてきた。原爆の開発でより高度な計算が必要になってくるとジョン・フォン・ノイマンヤーコフ・ゼルドビッチによって考え出されたより複雑なZND理論が用いられるようになった。しかし、ZND理論はあまりにも複雑で高度な計算を要するため、通常の計算では簡易なCJ理論が現在も用いられている。CJ理論もZND理論も、1次元で、安定したモデルを想定した理論であり、現実には不安定な、3次元構造で爆轟が起きるため、より高度な理論の開発が求められている。

関連項目[編集]