军武小课堂：给大家讲讲炸药如何？（5）TNT当量是怎么回事？

其实如果看了这个系列的前几个文章，大家就基本上对炸药有了一个相对正确的感性认识。就算是实现了认知中的从炸药“能响”到“炸药为什么响”的认知改变。

但如果想详细了解炸药，还就得继续读炸药系列的文章。

前面的文章一直有粉丝在私信只有“性”但是没有“量”的概念。今天咱们就来“定量”，给大家讲讲TNT当量是怎么回事。

先说要点——TNT当量根本不是TNT炸药爆炸所释放的能量。

TNT炸药是现代军工上普遍使用的一种猛炸药。

这是现在咱们说的概念，但如果我们把时间退回到1863年，在德国化学家朱利叶斯·威布兰德（Julius Wilbrand）发明TNT炸药的时间点上，三硝基甲苯（TNT）实际上是一种纺织染料，用来为布料染上黄色的颜色。它的名字也不叫TNT而是有一个更文雅的名字叫做“托尔（Thor）”

高纯度的TNT呈现明亮的黄色，当年被用来染棉布、丝绸甚至头发。

所以在十九世纪后半叶的欧洲最猛的不是盘头大姨而是黄毛大妈……

虽然当年化学界对硝基有机物等于炸药已经有了初步的认识，但是TNT这玩意本身太不争气，引爆TNT所需要的能量过高，条件过于苛刻，因此在TNT面世30多年时间里一直没有当作过炸药使用过。甚至在1875年英国的爆炸物法案（Explosives Act 1875）中要求所有的爆炸物都需要交给当地的消防队统一储存和管理。但法案列表中爆炸品的项目中连黑火药都有，唯独就缺了TNT。所以当年你如果拉着一卡车TNT炸药到英国的消防队仓库要求以爆炸物法案来存储这一卡车的炸药，消防队的绅士们会告诉你这东西不算炸药，可以安全的存放在你自己家的卧室里。

TNT真正上位的时候是在1907年以后，英国人发现了德国人往战舰的炮弹中填充TNT，相对于当时普遍使用的苦味酸来炮弹来说，填充苦味酸的炮弹在击中战舰之后会立刻爆炸，而填充了TNT的炮弹则是会穿过战舰装甲才发生爆炸。这是因为TNT炸药本身的感度要远低于苦味酸。到了第一次世界大战的时候，各个交战国才逐步的开始使用TNT替换掉苦味酸作为全部武器的主装药。原因也很简单，在潮湿的环境下苦味酸会与接触到的金属反应产生苦味酸盐，这种物质的感度相当高，以至于存放过久产生苦味酸盐的炮弹会在开炮的时候直接爆炸。

这种爆炸和大炮的机械结构无关，只和炮弹的存放条件相关。

而对于TNT这种“当时不算炸药的炸药”则因为其感度太低就成了炮弹最好的填充物。

甚至装入TNT的各种爆炸物都可以使用80多度的温度将TNT直接融化成液体完成炸药的灌装。

也正因为这种特性TNT逐渐的在第一次世界大战和第二次世界大战中成为主流的炸药。

回到TNT当量的话题，其实是科学家偷懒。

在二战末期实际上还没有TNT当量的概念。但是在曼哈顿工程设计原子弹的时候得向军方说明原子弹的威力有多大。这时候就出现了沟通上不可逾越的鸿沟。军方的大老粗们很难理解焦耳、兆焦耳、太焦耳这样的物理能量单位。于是就只好告诉军方大佬们一枚原子弹的爆炸相当于多少吨TNT爆炸。因此才有了“TNT当量”的概念。

为什么说是科学家偷懒呢？

因为TNT炸药在不同的爆炸条件下爆炸威力是完全不相同的。1克TNT根据密度不同爆炸所释放出的能量从1800焦耳至6800焦耳之间，并不是一个固定的数值。

而当时美军所使用的炸弹中TNT的填充密度大约是立方厘米1.6克，在这个条件下每克TNT完全爆炸可以释放出大约4387焦耳的能量。

这个数字不整，搁在任何数量上都很难靠得上。当年曼哈顿工程中恰好有能能量转换用的计算尺

这个计算尺是有焦耳到卡路里的转换计算功能的，1卡等于4.184焦耳，这个能量是让一克水在15度的温度下升高一度所需要吸收的能量。和TNT炸药所释放的能量比较接近。于是就挪用了大卡的量级来表示1克TNT炸药爆炸所释放出的能量。这也就是咱们所说的TNT当量了。

相对于再给原子弹能量爆炸所释放的能量换算成准确的TNT当量这种事情，直接拉一拉计算尺看出卡路里数也就更快捷了。于是TNT当量也就被定在了 4.184X10⁹焦耳为1吨TNT当量。

而实际上这个数值还真跟TNT炸药没什么关系。

如果是做火工品专业的话，其实基本也用不到TNT当量，在做小型炸药的时候是有自己的换算方式的。

这里就有一些认知偏差了。2万吨的TNT炸药爆炸 和 2万吨TNT当量的原子弹爆炸哪个威力更大一些呢？相信你看完了这篇文章就能理解出来了。

而真正做爆破计算的时候，如果错用了TNT当量作为计算依据，搞不好是会出事故的。