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含能材料与安全【引子】 精选

已有 8568 次阅读 2015-9-2 21:42 |个人分类:含能材料与安全|系统分类:科研笔记| 安全, 含能材料

1. 含能材料的内涵

       含能材料广义上指蕴含有大量可释放化学能的一类物质,主要类别包括发射药、推进剂、炸药、烟火剂等。狭义的说,含能材料是指包含燃料和氧化剂,能独立地进行快速化学反应并释放能量的物质,可以粗略地用火炸药一词来概括。然而,随着科学技术的发展,越来越多的新型含能物质或复合物被发掘,也逐渐被纳入含能材料的范畴之中。所以,含能材料可以被定义为,一类含有爆炸性基团或含有氧化剂和可燃物,能独立地进行化学反应并输出能量的化合物或混合物。中国是最早发明并使用火药(黑火药)的国家,并利用其制造了烟花和早期的火药武器。时至今日,火炸药正在新兴技术的引领下高速发展。通过较为简单的方法获取高能量密度、高能量释放速率、高力学性能、低成本和低感度的含能材料是从事现代武器、航空航天等国防工业的科研工作者一直追求的目标。

2. 安全的内涵

       与事故相对应的词是安全。那到底什么是安全呢?说到安全的定义,就不能不提到工业安全的鼻祖——海因里希(Heinrich),他提出了关于安全的最早论述。他认为不管是归类到风险还是危险,事件还是事故,潜在的或者实际发生的不良后果均为不安全。当然近年来,安全在教科书中被定义为,没有危险,不受威胁,不出事故,不造成人、机、物、环境等方面损失或破坏的状态。联合国下属的国际民航组织(International Civil Aviation Organisation)认为,安全是通过持续不断的危险辨识和风险管理,使对于人的伤害或财产损失降低并等于或小于可接受水平的一种状态。美国卫生保健质量和研究署(U.S. Agency for Healthcare Research and Quality)将安全定义为免于意外伤害(Freedom from accidental injury)。因此,很长一段时间以来,人们把风险/危险/事故作为安全科学的研究对象,提出了相应的事故致因和预防理论。最近University of Southern Denmark的Erik Hollnagel教授在《Safety Science》上发表了题为“Is safety a subject for science”的文章,试图给出安全新的定义。他认为安全科学研究的对象是风险、事故而不是安全,本身就是一种悖论。为此,他提出了第二代安全的定义:在可预期和相似情形的不可预期情况下,都能够成功达到目的,从而使预期的和可接受的结果(日常行为中)尽可能地出现。

3. 含能材料的安全性担忧

       在我国兵器、航天、核工业、民爆行业、烟花爆竹、船舶、电子科技、建筑、物流等行业及其他有关行业内,在设计、试验、制备、生产、运输、储存、使用和销毁火炸药及其制品等易燃易爆物品的情况,因此,都存在发生燃烧爆炸事故的风险。该类事故不仅能够造成现场人员的伤亡、建筑物的破坏、设备的损毁,还会波及几十米、几百米,甚至数千米处的人员、建筑物和相关财物的安全。比如最近发生的天津港“8·12”瑞海公司危险品仓库特别重大火灾爆炸事故,目前已经造成150死亡,23人失联。事故造成的经济损失估计可达上百亿元,造成的影响不可估量。而这次火灾爆炸事故中,对象是危险化学品,包括硝化棉等热敏感的含能材料,硝酸钾、硝酸钠等强氧化剂,硫磺、压缩天然气等易燃燃料。此外,建国六十几年来,在这一领域曾经发生了相当数量的严重事故,给我国包括国防工业在内的含能材料行业造成了巨大损失,给含能材料的安全生产、储运和使用等敲响了警钟。




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