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垂死病中驚坐起,列強竟是我自己?關于CL-20的二三事

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今天的標題很奇怪是吧?這是W君最近的真實感受,也是這個時代文藝被流行文化徹底反噬的一個縮影。

這句話的下半句是什么?“列強竟是我自己”?



網絡玩梗其實已經嚴重的污染了中國文化,現在連搜索引擎都已經不知道接上“暗風吹雨入寒窗”了。

我們正在經歷一種“句子解構、文化錯位”的荒誕現實——

一首晚唐名作《聞樂天授江州司馬》,被寫進千年文化史冊的沉痛詩句,如今卻成了搜索引擎里“強者竟是我自己”“笑問客從何處來”的中二接龍游戲。

當時在生死、政治、友情、絕望之間掙扎的文人元稹,寫下這句“驚坐起”,

他是聽聞朋友白居易被貶,他是真的在生死線上掙扎,不是你為了升職加薪“驚坐起”,更不是你看到別人創業成功“財閥竟是我自己”……

其實,W君看到這樣的“列強竟是我自己”,總是在心里要對作者說一句“你丫有大爺嗎?”

“垂死病中驚坐起”的下一句只能是“暗風吹雨入寒窗”。如果換成任何其他一句都是一種文化的自我閹割。話本小說里那幾個欲練神功的還會自己粘點假胡子,或者干脆給自己搞成女裝大佬,但現在這些不但自宮了,還得四處給人炫耀閹口,不以為恥,反以為榮。



古代文學歷史就是W君私底下的小愛好而已但真受不了有些人知道一個詞匯之后就腦洞大開無限放大,不知道說的對不對,咱們說正經的:

W君這邊一直是一個有一說一的欄目,但是門檻比較高,至少得有點基本的物理和化學知識才能真的看懂。

且不說全氮陰離子鹽還沒有完成,就是CL-20也沒有很多人想的那么夸張。CL-20現在合成方法大多沿用尼爾森首次合成的線路:用芐胺與乙二醛縮合生成六芐基六氮雜異伍茲烷(HBIW),脫芐生成乙酰基或其他前體官能團取代物,接著硝解得到α-及γ-晶型,最后轉晶為ε-CL-20。



其中“貴”在哪里呢?其實,合成CL-20的起始原料就是芐胺(Benzylamine)+ 乙二醛(Glyoxal)。芐胺上圖化學式最左邊的那個分子,簡單的說它由連接到胺官能團NH2的芐基C6H5CH2組成。是一種無色可溶于水的液體,廣泛的用作醫藥生產的前體。



乙二醛這個東西聽起來是一個便宜貨,畢竟這是最簡單的二醛。



但是這玩意通常以40%的溶液形式進行銷售,大約3塊多錢一公斤??此苾r格也不高的感覺。但是你得注意上半句說的“40%的溶液”。這東西和鹽酸類似,水溶液是最好的保存方式,但是濃度大不了,市面上能買到的鹽酸最大濃度也就是38%。所以你要想找到99.95%純度的氯化氫就得在零下115取得氯化氫固體,進行提純,然后液態的氯化氫需要保持在零下90度的環境內保存。乙二醛也是類似,都是屬于超低溫化學的范疇。一般的情況下都是在冷阱中生產。



在生產過程中消耗大量液氧和液氮甚至是液氫液氦,制造成本就不是幾塊錢一公斤了,而是輕輕松松的價格翻上去過千倍。

這還只是原料的價格飛起,其次即便是生成了所謂的CL-20,但是要知道的是六硝基六氮雜異伍茲烷有多種晶型。



只有ε-CL-20才具有爆炸能力,“晶型”這件事很多人不清楚,但是說一個例子大家就可以明白,石墨和鉆石就是碳晶體的兩組不同的“晶型”,任何有正常理智的人都不會覺得石墨和鉆石是相同的東西。在剛剛提到的轉化過程中其實是生成的α-及γ-晶型要得到ε-CL-20還有轉晶的過程。石墨怎么轉成鉆石?



用六面頂壓機去壓嘛,拜托!壓鉆石可以,壓CL-20?無異于“菊花走罐”——作死??!

國內用的方法一般是將α-及γ-晶型的CL-20溶解于乙酸乙酯和氯仿配置的溶液中,這樣CL-20就溶解了,然后放到耐高壓容器中通入二氧化碳。不斷加壓之后,二氧化碳就形成了氣相混合物,也就是超臨界二氧化碳,這樣的:



上圖,你會看到隨著壓力的增加二氧化碳氣液面消失形成了一種既不是液體也不是氣體的超臨界流體。在達到這種狀態下,氯仿和乙酸乙酯是溶于超臨界二氧化碳的,但是CL-20是不溶于超臨界二氧化碳。那么我們能看到的是CL-20的溶液中溶劑大幅度減少、于是CL-20的晶體就在此析出。配合高壓力的容器內部環境就析出了ε-CL-20晶體。然后在等壓的環境下抽出超流體二氧化碳和乙酸乙酯、氯仿的溶液,再給容器緩慢降壓就可以得到ε-CL-20晶體了。



簡單的說就是不僅僅是原料貴,生產過程中加工工藝也很昂貴。

同時,ε-CL-20晶體還會遇到一個問題ε-晶形并不是特別穩定,在一定溫度下和一定條件下還會逆向轉變,于是新鮮的ε-CL-20晶體并不是CL-20基裝藥,還需要進一步的用丁晴橡膠進行抑制ε-CL-20向γ-晶型轉變。這就導致了CL-20真正用到武器上并不能保持CL-20晶體在實驗室中的爆炸威力,整體上威力還要進一步削弱。通常在正式應用中我們會取1.5-1.6的TNT等效當量系數,也就是說正在使用的CL-20的爆炸當量被認為是同等重量的TNT的1.5-1.6倍。

在咱們的實驗室研究中做得最好的是2017年南京理工大學化工學院在綿陽的中國工程物理研究院流體物理研究所沖擊波物理與爆轟物理重點實驗室的一次配方試驗。



實驗中利用水下高速攝影機記錄了單純的CL-20爆炸和CL-20+鋁粉的爆炸效果,非含鋁裝藥,氣泡的脈動周期為46.76 ms,氣泡最大半徑為59. 9cm, 3號藥柱含鋁裝藥,氣泡的脈動周期為49. 97ms,氣泡最大半徑為68. 1cm; CL - 20基含鋁裝藥的氣泡半徑、脈動周期都明顯升高,半徑增大13. 7%,周期增大6. 9%。

其實這次實驗告訴了大家一個道理你如果迷信CL-20的爆炸威力,再看這種“不純”的加了鋁粉的CL-20爆炸試驗,就會有了一個反直覺的結果了。CL-20不是威力大嘛?那么為什么不純的CL-20組份卻爆發出了更大威力?

所以說嘛,別單純的去聊什么“20斤CL-20炸足球場”這樣的話題,畢竟一枚155mm榴彈炮內部只有9公斤的TNT,其實它爆炸一個足球場的面積上也是同樣不會有活口的。

CL-20的價格目前是TNT的幾百倍,但武器這玩意,真的不是越貴越好,尤其是在戰時,你是生產一枚裝了CL-20的炮彈打到敵人頭上獲得1.5倍的爆炸效果好呢?還是做100枚標準的TNT裝藥的普通炮彈好呢?



_____________,冤種竟是你自己?

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