3 爆炸的“诺贝尔”?
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19世纪下半叶,欧洲许多国家正处在工业革命的高潮之中;矿山开发、河道挖掘、铁路修建等工程都需要大量烈性炸药,诺贝尔发明的硝化甘油炸药因此受到了广泛的欢迎,在许多领域得到了使用,人们把诺贝尔视为“炸神”。
一提到诺贝尔,人们首先想起的一定是著名的诺贝尔奖。而诺贝尔奖的设立,又是与安全炸药的发明联在一起的。
其实在诺贝尔之前,很多人研究和制造过炸药,中国的黑色火药早已传到欧洲。意大利人苏伯莱罗,在1847年发明的硝化甘油,是一种威力比黑色火药大得多的猛烈炸药。但是,这种炸药特别敏感,容易爆炸,制造、存放和运输都很危险,人们不知道该怎么使用它。
诺贝尔
1862年初,诺贝尔和哥哥试图用硝化甘油制造出更好的炸药。他想:硝化甘油是液体,不好控制,要是把它和固体的黑色火药混合在一块,按说可以做成很好的炸药。他反复试验,结果发现:这种炸药放置几小时后,爆炸力就大大减弱,没有实用价值。
虽然这次试验失败了,但是诺贝尔并没有放弃他的研究。过去,人们是用点燃导火索的办法,来引起黑色火药爆炸的,安全可靠。但是,这种办法却不能使硝化甘油发生爆炸。硝化甘油既容易自行爆炸,又不容易按照人的要求爆炸,所以在发明以后的十几年间,除了用来治疗心绞痛外,并没有人把它当炸药用。1862年的五六月间,诺贝尔做了一次十分重要的实验:在一个小玻璃管内盛满硝化甘油,塞紧管口;然后,把这个玻璃管放入一个稍大一点的金属管内,里面装满黑色火药,插入一只导火管后,把金属管口塞紧;点燃导火管后,把金属管扔入水沟。结果,发生了剧烈的爆炸,显然比同等数量的黑色火药的爆炸要猛烈得多。这表明所有的硝化甘油已经完全爆炸。这个情况启发了诺贝尔,使他认识到:在密封容器内,少量的黑色火药先爆炸,可以引起分隔开的硝化甘油完全爆炸。
1863年秋,诺贝尔在斯德哥尔摩海伦坡建立了一所实验室,从事硝化甘油的制造和研究。经过多次的试验,这年的年底,诺贝尔终于发明了使硝化甘油爆炸的有效方法。起初,诺贝尔用黑色火药作引爆药;后来,他发明了雷管来引爆硝化甘油。1864年,他取得了这项发明的专利权。初获成功之后,接着来的,是巨大的挫折。
硝化甘油可用来缓解心绞痛
在诺贝尔前进的道路上,真是荆棘丛生。世界各国买了他制造的硝化甘油,经常发生爆炸:美国的一列火车,因炸药爆炸,给炸成了一堆废铁;德国的一家工厂,因炸药爆炸,厂房和附近民房,全部变成一片废墟;“欧罗巴”号海轮,在大西洋上遇到大风颠簸,引起硝化甘油爆炸,船沉人亡;在一次实验中,诺贝尔在海伦坡的实验室也发生了剧烈的爆炸,当场炸死了5人,其中包括诺贝尔的弟弟。
巴西大西洋群岛
这些惨痛的事故,使世界各国对硝化甘油失去信心,有些国家,甚至下令禁止制造、贮藏和运输硝化甘油。
面对这种艰难的局面,诺贝尔没有灰心,他深信完全有可能解决硝化甘油不稳定的问题。
几经波折,1865年3月,诺贝尔在温特维根找到一处新厂址,在那里建造了世界上第一个硝化甘油工厂。
诺贝尔改变了一般工厂采用铁皮罐子盛装硝化甘油的惯例,改用一种善于吸收液体的硅藻土来充填铁罐间的空隙。有一次,工人偶然打开一个箱子,看到铁罐里的硝化甘油漏空了,但一点也没有流到箱子外面去。原来液体被硅藻土吸收了,成了硬块。这种硬块无论怎样碰撞,也不会爆炸。
一年过去了,诺贝尔在反复试验中发现:用一些多孔的木炭粉、锯木屑、硅藻土等吸收硝化甘油,能减少容易爆炸的危险。最后,他用1份重的硅藻土,去吸收3份重的硝化甘油,第一次制成了运输和使用都很安全的硝化甘油工业炸药。这就是诺贝尔安全炸药。
硅藻土
为了消除人们对硝化甘油炸药的怀疑和恐惧,1867年7月14日,诺贝尔在英国的一座矿山做了一次对比实验:他先把一箱安全炸药放在一堆木柴上,点燃木柴,结果,这箱炸药没有爆炸;他再把一箱安全炸药从大约20米高的山崖上扔下去,结果,这箱炸药也没有爆炸;然后,他在石洞、铁桶和钻孔中装入安全炸药,用雷管引爆,结果,都爆炸了。
这次实验,获得了完全的成功,给参观的人留下了深刻的印象;诺贝尔的安全炸药,确实是安全的。
不久,诺贝尔建立了安全炸药托拉斯,向全世界推销这种炸药。从此,人们结束了手工作坊生产黑色火药的时代,进入了安全炸药的大工业生产阶段。1873年,诺贝尔的安全炸药托拉斯,在巴黎设立了一个总办事处,附设一个实验室。他在这里做了许多实验,改进炸药的制造方法。诺贝尔的安全炸药比黑火药的威力大得多,又安全可靠,所以销售量直线上升,逐渐风行全世界。
工业雷管
1867年卖出11吨,到1874年,就卖出了3000吨。安全炸药也有缺点。缺点之一,就是爆炸力没有纯粹的硝化甘油大。正是由于这种原因,有的地方,仍然冒险使用硝化甘油做炸药。怎样找到兼有硝化甘油的爆炸力,又有安全炸药的安全性能的新炸药,一时成为许多发明家努力寻求的目标。这一回,又是诺贝尔首先获得了成功。
1870年,诺贝尔通过研究当时的一些有机化学资料,发现了德国化学家李比希在1822年至1823年间发现雷酸的有关研究成果。雷酸的盐类具有猛烈的爆炸特性,其中以雷酸汞最为显著。但是与硝化甘油相比,它的敏感性又要比硝化甘油小。能否用雷酸汞制成一种引爆装置呢?经过一段时间试验,诺贝尔终于制成了一个最初的引爆装置——一个在里面装有雷酸汞的“雷管”。与此同时,他又制成了一种引火装置——导火索。
德国化学家李比希
这年年底,他决定进行一次新的试验。当他把安全烈性炸药、雷管和导火索一一装好之后,把导火索点燃,然后所有人员立即撤出试验区。一会儿,霹雳一声巨响,瓦砾四起,浓烟弥漫,实验室炸毁了,实验成功了!由于诺贝尔离实验室太近,他被飞溅的瓦砾打得遍体鳞伤。他顾不得伤痛,从废墟中爬出来,狂呼跳跃,庆贺他耗资巨大、几经失败、历时11年之久的安全烈性炸药实验终于取得了成功。
硝化棉(硝化纤维素)
1875年的一天,诺贝尔在实验室工作时,手指被割伤,他顺手拿了一小团珂珞酊棉敷在伤口上。那一夜,他因手指疼痛末能入睡,躺在床上默想着实验配方问题。他曾对250余种硝化纤维做了实验,都未获得满意的结果,他这时忽然想到:用敷手的这种硝化不完全的珂珞酊棉试试,看效果怎样。
于是,诺贝尔凌晨4点钟就来到实验室,又进行了一次新的实验。试验成功了,诺贝尔制出了新的炸药样品。他把大约1份重的火棉,溶于9份重的硝化甘油中,得到一种爆炸力很强的胶状物——炸胶,这是世界上第一种双基炸药。
这种新型炸药不仅有高度的爆炸力,而且更加安全,既可以在热辊子间碾压,也可以在热气下压制成条绳状。胶质炸药的发明在科学技术界受到了普遍的重视。诺贝尔在已经取得的成绩面前没有停步,当他获知无烟火药的优越性后,又投入了混合无烟火药的研制,并在不长的时间里研制出了新型的无烟火药。
胶质硝化甘油炸药
直到今天,在军事工业中普遍使用的火药,都属于这一类型。无烟火药比黑色火药的爆炸力大得多,而且爆炸时燃烧充分,烟雾很少,所以人们称它为无烟火药。制造炸药,一要爆炸力强,二要安全可靠,三要按照人的要求随时爆炸。诺贝尔制成了安全炸药、无烟火药,又制成了引爆用的雷管,很好地解决了这三大难题。人们称诺贝尔是炸药大王,他是当之无愧的。诺贝尔研究炸药,始终重视把研究成果应用到生产上去。他认为:只有在生产上取得实际效果的发明,才是有用的。所以,他的发明能很快应用在生产上,并且立即得到实在的经济收益。
瑞典斯德哥尔摩街景
知识拓展
诺贝尔是怎么发现安全炸药的?
1867年的一天,诺贝尔的助手们把刚从工厂拉来的硝化甘油从湖岸往实验船上搬运,为了保证运输的安全,他们在运输前先把硝化甘油装在一个个铁盒子里,然后把铁盒子摆放在填塞着防止晃动的硅藻土的木箱子里。但运输途中的晃动,仍然使一个盒子破漏了,流出来的硝化甘油全部被下面的硅藻土吸入,用硝化甘油来制造炸药的想法顿时萌生了。
想到就干,诺贝尔很快配好了一袋渗透着硝化甘的硅藻土,开始了爆炸实验。只听“轰隆”一声巨响,实验取得了出人意料的成功。经过大量实验,他把硅藻土和硝化甘油二者的比例确定为1∶2,制成了被称为黄色炸药的安全炸药。大量投产后,用户使用时一直未发生过事故。这项有时代意义的重大发明使诺贝尔重新获得了信誉,他的炸药生产工厂迅速蔓延到二十多个国家,给诺贝尔带来了巨额的经济财富。
1863年,诺贝尔发明了硝化甘油引爆剂。当年秋天,他就在自己家里的实验室,开始制造硝化甘油和引爆剂;1865年,就在斯德哥尔摩郊外,建起了第一座硝化甘油工厂。1866年,诺贝尔制成了安全炸药,第二年就投入了生产。3年后,年销售量由11吨增加到424吨,7年后,激增至3120吨。诺贝尔开创了科学研究成果迅速地应用于生产的先例。
诺贝尔的安全烈性炸药、雷管等发明之后,瑞典、英国、德国、法国等国家争相给予他专利权,世界各国争相购买新的安全炸药。到19世纪70年代,诺贝尔本人所经营的生产企业,已遍布近20个国家。诺贝尔本人因此成为百万富翁。
1868年2月,瑞典科学院给诺贝尔父子颁发了金质奖章,以表彰他们俩,特别是诺贝尔本人在安全炸药的发明中所建立的卓越功勋。
有了金钱和荣誉,诺贝尔并未沉湎于安乐和享受。为了推动火药的研制和发展,他在瑞典、英国、法国、德国、意大利都建有设备完善的实验室。
瑞典皇家科学院
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诺贝尔和诺贝尔奖
诺贝尔终生献身于火药研制这一冒险事业,他的初衷原在于向死神夺取烈性炸药中那种征服自然和改造自然的伟大力量。他的科学成果虽然也被用于和平建设事业,但却在更大程度上用于战争。诺贝尔对此深恶痛绝,并为此深感遗憾。
多年的冒险实验损坏了诺贝尔的健康,1896年12月,65岁的诺贝尔已处于生命垂危之中。但是,他仍然为自己的发明给人类带来的灾祸而深感内疚。临终时,他嘱托亲友,从他的遗产中提取920万美元作为基金存入国家银行,以其每年的利息20万美元作为奖金,奖励给各国每年在科学事业和和平事业中做出杰出贡献的科学家和社会活动家。这就是举世闻名的诺贝尔奖金。
自1901年起,由瑞典科学院主持每年在世界范围内从生理、医学、化学、物理和文学等方面选出前一年最突出的一项成就,分别授予约相当于10万美元的奖金。这项奖金被现代人公认为是科学家的最高荣誉。
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