エマル シ ョン爆薬の爆発残 さの分析

/ ‑ ‑

技 術 報 告

エマル シ ョン爆薬の爆発残 さの分析

+ 宰岡義雄,榊Al e xa nde r

Be ve r idge

3 槻柄のエヤルシ ロン爆薬をステ ンレス鋼坂上 で爆発 させ.その爆発残 さを分析 した｡銅板 の一部をn‑ペ ンタンで,残 りを ジェチルエ‑テルで洗浄 し,その捷鋼板全体をアI t =ト･ /と水 で洗浄 した｡有樺溶媒の洗浄液は.濃縮後 GC‑FZ D{･ 分析 した｡ バ ラ7ィ･ /を多丑 に含有す

‑マルシ ロ. /爆薬の爆発残 さの n ‑ベ . /タ' /及び ジェチルエーテル抽 出物か らは.バ ラフ

ー /の ど‑ クが認め られた｡潤滑油柄については.それ らと類似す るガス クpマ トグラムが得 ら れなか った｡水抽 出液を

で分析 した ところ,全ての水抽出液か ら硝酸イオ ンが分析 された｡

7

ソそこウムイオ ンはナ トリウムイオ ンの ピークに続いて淳出され.水抽出物中には相対的に 多丑のナ ト1 )ウムイオ l /が存在 したので･ ,放血のアンモ三ウムイオ . /を検出することは難 しく.

一武料か ら痕跡畳の71 /そ こウムイオ ンが検出 された｡過塩素酸ナ ト1 )ウムを含有す るエマル シFI /爆薬の爆発後 さ中には.多丑の塩化ナ トl )ウムが存在す るので,その水抽出物か らは7 ンモユウムイオンが検出 されなか 1たが,7七 ト･ /洗浄液を蒸発乾固後,水で抽出 した水溶液 か らアンモニウムイオ ンが検出された｡

｢ 二 緒 i ii

爆 発残 さの分析は.法化学において蕊要なテーマの 一つである｡分析枚哲の進歩に応 じて.火薬類に特異 的な成分についての新 しい分析手法が開発 され 乗用 化 されて きた

多 くの火萌頼.特に高性能爆薬は,硝酸エステルや

･ =トp化合物をその主成分 として含有 している｡火薬 掛 こ使用 され る硝酸エステルや . =トp化合物は, 日常 生活において使用 され ることが少ないので,これ らの 物質が爆発現場において検出 されると,火薬塀が爆発 した と推定 され る｡熱 エネ, Jギー検出昔 ( 以下 TEA と 哨記)は これ らの物質を特異的にかつ超高感度に検出 す るので. TEA を ガス クpマ トグラフ( 以下 GC と鴫 記)や高速液体 クt ･7 トグラフ ( HPLC) に接統 して使 用す ることに よ り.塩微温のこれ らの火薬萩を比較的

1 9 9 6 年 】 0 月 4 日 + 科学警察研究所

〒

1 0 2 千代田区三番町 6 番地 TEL 0 3 ‑3 2 6卜9 9 8 6 FAX 0 3 ‑3 2 21 ‑) 2 4 5

暮 暮 Fo r e n s i chb o r a t o r yVa nc o u v e r . Roy a

d i a nMo un t e dPo l i c e

5 2 0 1 He a t he rSt r e e t, Va nc o u v e r . Br it i s h Co l u mb i a.V5Z3L7

Ca n a d a

TEL + 1 ‑6 O 4 ‑2 6 4 ‑3 4 61 FA X+ I ‑6 0 4 ‑2 6 4 ‑3 4 9 9

に容 易に分析できる｡

エマルシタl /爆薬は,硝酸7 . /そこウムを主 とす る 酸化剤 の水溶液,油類 .界面活性剤 及び マイ クpバ ル ー ンな どか ら構成 され る爆薬 であ る｡ †イ クpJI ルー l /は特異的な物質であるが.爆発浅 さ中か らガラ ス1 7イ クp. ‡ルー l /が発見 され ることは希 であ り.教 血の界面活性剤 を抽 出 ･ 分析す ることは困牡な現状 I C ある｡硝酸イオ ン帝の無椴イオ ･ /はイオ . /クpI Tトグ ラフ( 以下

と時紀)で.油類は水菜炎 イオ ン化検 出 昔付 きガス クF ,マ トグラフ( 以下 GC‑FI D と時紀)‑ ( I 分析 され る｡

本研究では. 3 唖塀のエ1 7ルシ 3ソ爆薬の爆発残 さ について. Fi g. )に示す スキームに従 って分析 した｡

このスキームは,. lマルシ ョン爆薬に含有 されている 抽規を分析するために.

ペ ンタンに よる抽出操作 を付け加えた ものであ る｡ こ い ,グ I J七 l J. /や TNT は ジエチルエーテル抽出操作で.‑キ ソーケン尊は7 七 トン抽出操作で.硝酸塩や過塩素酸塩帝は水抽出操 作で抽 出 され る｡溶媒 を活発乾固 して得 られた抽出物 については,赤外吸収 スペ ク トル ( I R) や X 線回折図 ( XRF) を測定す る｡無位固形物については.走査型 花子顕敢奴 ( 以下 SEM と鴫配)を用いて二次電子像に よる形態観察をす るとともに.駄科か ら発生す る特性

X

線を附属のエネルギー分散型検出器 ( 以下

と時

‑ 36‑

火薬学会誌

STEELPLATE l･･･一･･ 1 l

n･PEⅣnlNEm ACr DIm ETHEREm CT

I^{sow DLE} I^SOLUBLE

GC'm

l ^∝

STEELPLATE I

ACETONEEm CT )SoLtJBLE GCJR

I WATEREXTRACT

lSOLUZ)LE IC

↓

STEELPLATE l WATEREXTRACT

soLtmLErJ

‑ ‑

mJC.XRF, MICROSCOPIC

.

Fig.l Schemeforthechemicalanalydsofpostex･ plo由onre由dtM

記)で解析 し元素分析を行 う｡

2. 実 験 2 . 1 試薬及び爆薬

べ ‑ /タン, ジエチルエーテル及びアセ トンは就薬 ス ペ ク トル級を,純水はイオ ン交換水を用いた｡ エマル シ ョン爆熟 土.

l )

(

の

億痕を用いた｡

2.2

爆発乗験

POWERMAX 140

は約

g

は約

g

は約

g 使用 した｡直 径

c l ) ,長 さ

c l ) の銅管中にステ ンレス鋼板を政 き.

その上にエマル シ ョン爆薬を角材な どとともに荘 き電 気雷管で起爆 した｡起爆後.ステ ンレス銅板を回収 L . 爆発残 さ分析の訳料 とした｡ なお,ステ ンレス銅板の 大 きさは

と

につ いては

c n

については

c nx

c mであ り.ペ ンタンと純水で洗浄 した ものを 使用 した｡

2.3

爆発琵 さの分析

蔽製皿中でステ･ /レス鋼板の半分に n ‑ペ ンタ ンを 繰 り返 し清下 し

m‑ペ ンタン可溶成分を抽出 した｡

同様に,残 りの半分についてジェチルエーテル抽 出 し た｡ ステ ンレス鋼板を乾燥後, アセ トン抽出 した｡再 度 ステ ンレス銅板を乾燥後,水抽出 した｡有撒溶媒の 抽出液については,汝締後

Dで分析 した｡

アセ トン抽出物については,蒸発乾固後,水抽出 した ものを

で分析 した｡水抽 出液については, 7 タロ

ィス

(ゲルマ ンサイエ ンス)でろ過 後

で分析 し. さらに燕尭乾飼 した ものについて

SEM/EDX

で元棄分析を行 った｡

Al J 定に用いた分析未定及び分析条件は,以下の通 り である｡

GC

装 任 :

カ ラ ム :

1 Ⅶ

キ ャ. )7‑ガス

注入モー ド : スプ リッ ト

注入 口温度 :

検 出 蕃

検出器温度 :

カラム温度

℃(1分)

分

】分)

装 位 検 出 器

分析 カラム ガー ドカラム 溶 離 液

サ プレッサー 再 生 液

分析 カラム ガー ドカラム 棒 碓 液

サプ レッサー 再 生 液

装 置

IC :DIONEX 2010i

: 伝零度検出皆 陽イオ ン分析条件

:10NPACCS3 :CG3

:15mM

塩

ジ7 ミノブ T , ビオ ン酸

:CMMS‑I

:66mM

水酸化 テ トラメチルア ンモニ ウム

陰イオ ン分析条件

:HPICAS4A :AG4A

:0.75mM

炭酸水素 ナ トリウム

炭酸 ナ トリウム

:0.025N硫酸 SEM/EDX

=R.J.LeeGroupthePersonalS丘M :20kV(自助)

3.

結果及び考察

エ‑ 1ルシ , .ン爆薬の

‑ペ l /タン抽出物の ガス クp

KayakuGakkaishi.VoL58.No.1.1997 ‑ 37‑

0

/min.

Fig.2 GaschromatogramofA‑pentan

e extractof POWER 140

1. 11..

1. 2.

1.76519510371 2222131台 ○:

Pz)raLrln

〇

〇 〇 〇 〇 〇

〇 〇〇

0 3

6 9

21 24 RetentionTime血i皿

.

Fig.5 Gaschromatogram ofn‑pentaneextra ct かomastaiJllcssste

elplateafte

r

1. 1. 1. 1. I. 0 3 6 9 12 15 18 21 24 1.

Retention

‑

Fig.3 GaschromatoEramOfn

‑pentaneextractof DYNOSLPLUS

2.4 21.I

.9 1.7 1.5

1.30 3 6 9 12 15 18 21 24 RetentidnTime/凪in.

Fig.4 GaschromatoBramOfn‑peJ

)tar)eextractOf E

MULEX710

7 トグラムを

か ら

Fig.4

に示す

MAX 140

か らは直銀 J (ラフ ィン

の

か らは潤滑油の.

MULEX710

か らは低粘度 の潤滑油のガ

スクF ,1 7トグラムが得られた｡

爆発残 さの

‑ペ

ンタン抽出物のガスクPマ トグラ ムを

か ら

に示す

の 爆発残 さの n ‑ペ ンタン抽出物か ら

は直銀バラフ

の 保 持 時 間 と一 致 す る ピー クが 認 め られ た が .

0 3

6 9

din. Fig.6 Gaschromatop m

ofn‑pentaneextract Lr

omastainle888teelaftertheexplosionof D

YNOSLPLUS 1.

1. 1. 1. 1. 1.6

4 4 4

40 3

6

9

on‑ⁿne/凪in.

FJ'9.7 GaschrotnatograJnOfA‑pentaJl

eextract かomastainlessSteelphte血 theexplo･ siomofEMUL

L

L . 3 6 L3 l . 2 I . 2 4

1 . 21 〇〇 〇 〇 ○: Pa r

〇

0 8 6 9 1 2 1 5 1 8 21 24 Ret ent i onTi ne / n

i n.

F i g.8 Ga sc hr o ma t o gr a m o fdi e t hy le t he re x t r a c t f r o m as t a in l e s ss t e e lp l a t ea f t e rt hee xp

l

5 i o na POWDER 1 4 0 96 8

. 78 2

. 58 6

. 41 4

. 23 0 .

4 7 . 1 8 6 7 9 1 4 3 3 2

1: S○ d i t J ni ○ n 2: PO l

8 8 i u mi O r

L

0

6 9 1 2

1 5 1 8 21 24 Ret e nt i onTi ne / ni

n.

9 6 6 . 1

4

1 6 0 2 .

2 4 20 .

2 2 3

8 . 3

6 6 . 31 6 I

1: Ch br i d ei o n 2: Ni t r z L t ebn 3: Su l 血

t ei ○ n

2 3

■ 0 3 6 9 1 2 1 5 1 8 21 24 Ret ent i onTi me / 凪i

F i g.9 I o nc hr o ma t o gr a m o f

wa t e re xt r a c tf r o m a s t a inl e s ss t e e la E t e rt hee x p l o s i o no

fDYNO SLPLUS

ムよ り

ピー ク政が少なか った｡ これ らの爆薬のn‑ベ

‑ /タン抽

出物には.直銀 Jtラフ ィンにみ られ る特散的 な分#

した ピークが認め られ なか ったので,その爆発 浅 さか

らの これ らの油頬を検出することは困難 である と考 え られ る

. また. DYNOSLPLUS に使用 されて いる油

類は,比較的に低沸点成分を主成分 としている

ので.残存 しに くい と考 え られ る｡なお,有織辞妹の

8

6 9 1 2 1 5 1 8 21 24

Ret ent i onTi ne / Di n.

0 3 6 9 1 2 1 5 1 8 21 24 Ret e nt i on T i me / 凪i n.

F i g.1 0 T o nc hr o ma t o gr a mo fa c e t o ne xt r a c tf r o ma s t a i n l e s ss t e e lpl a t ea

f t e rt hee xp l o s i o no f EMUL

EX71 0

抽出物は赦免だったので,赤外吸収 スペ

ク トルは軸定 できなか った｡ POWERMA3 t

l 4 0 の爆発残 さのジエチルエーテル抽 出物のガスクpマ

トグラムを Fi g. 8に示す｡ ジエチルエ ーテルで も油塀は抽出

され るが

ペ ンタ ンの方が 効率良 くバ ラ

ィ' /窮

を抽 出す ることが認 め られた｡

I C l社のエマル シ 5

,ン爆薬 POWER 4 4 0,7D 及び APEX 2 4

0 のイ ソオ クタ t /抽 出物か らは 界面活性剤 の ピー クが改め られ

2) ,国産 の‑7ル シ Bン爆 薬 の n‑‑キサ . /抽 出物か らは ソル ビタ. /エ ステルが分析

されている

｡本研究では POWERMAX 1 4 0 の n ‑ベ ンタソ抽出物及びジエチルエーテル抽 出物 か ら界面活 性剤

の ビ‑ クは箆め られ なか った｡

水抽 出物 の イオ l /ク

pマ トグラムを Fi g.9 か ら Fi g.1 1に示す

｡POWERMAX 1 4 0 の水抽 出物 か ら は,陽 イオ ンとし

てナ HJウム及び カ リウムイオ ンが, 陰イオ ンとして

多丑の塩化物イオ ン.硝酸 イオ ン及び 硫酸イオ ンが検

出 された ｡DYNOSLPLU 岳の水抽出

物か ら

0

RetentionTine/Din.

0

3 Re6tez9ltionT12

i

stainlesssteelplateaftertheexplosion

of EMULEX 710

イオ ンが検出 さ

れた

の水抽出物か ら は.陽イオ ンとしてナ ト] )ウム及びカ 1 )ウムイオ ンが,

陰イオ ンとして塩化物イオ ン,亜硝酸 イオ ン,硝酸イ オ ン 及び硫酸 イオンが検出された｡すなわち.硝酸イ オ ンは.全

ての水抽出物か ら検出されたが.71 /そこ ウムイオンについては

の水抽 出物

か ら故丑のア ンモニウムイオ ンが検出 されたのみで, 他

の爆薬か らは検出 されなか った｡エウル シ ,ン煤薬 は多丑の硝酸 ア ンモニウムを含有するに もかかわ らず.

その爆発浅 さ中に存在す るア ンモニウムイオ ソは散丑 と 考えられ,赦丑のアンモ ニウムイオ ンの ピー クがそ の直前のナ

H)ウムイオ . /の ピー クに取れた と考え ら れ る

OWERMAX 140

の爆発浅 さ中の多血の塩化 物

イオ ンは, この爆薬 が過塩葉酸 ナ トl )サムを約

%含有す

ることに起因す る｡元素分析を した ところ,

140

か らは多丑のナ トl Jウムと塩素, 酸素及

び カル シウムが

か らl 土酸素.

ナ トリウム, アル ミニ ウム, イ オ

ウ及 び塩 乗 が.

EMUL耳Ⅹ 710

か らは酸粟,ナ トt )ウ

ム,アル ミニウ ム及びイオ ウが検出

POWERMAX 14

された｡

のアセ トン抽出物中の水溶性成

8● 6 ⁹

^{1 2}

定技術研究科在外研捗により行いました｡ ここに配 し

^),

て感謝の意を来 します｡

文 献 3)T.Kishi.∫.Nakamura,Y.Kumooka.H.Am i, I)岸徹,EXPLOSION,6,2(1996) NAdvaJICeSinF

br er

1 0 .Ed.

2)E.C.Bender.J.CrumpandC.

氏.

‑Ad^yancesinand)ysisaJldDetectionofEx･

PostExp一osionAnalysisofEmulsionExpJosives byYoshioXUMOOKA^'and^{A lex}弧derD.BEVERIDGE●●

Explosionresidu^esofthreeemulsion甲plosiveswereanalyzed･Theemulsionex･

plosiveswereexplodedoverastainlesssteelplate.Onepartoftheplatewaswashedwith n‑pentaneandtheotherp

a rt

x

wereanalyzedwith GC‑FID.Someparafh peakswerefIoundintheA‑pentaneextract andthediethyle血erextractof仙eexplosionresidueoftheemulsionexplosivewhosemain fuelwasparaffin.Lubricantwasnotidentifiedintheorganicsolventextracts.Thewater extractswereanalyZedwithIC.Themainoxidizeroftheemulsionexplosiveswasam‑

monium nitrateandnitrateionwasanaly2edinal1thewaterextract.Therewasonecase t

hatthetraceamountofam moniumionwasdetectedinthewatere

xt

monium ionpeakfollowedtheb短sodium ionpeak.Therewasmuchsodium chloridein t

heexplosionresidueoftheemulsionexplosivecontainingsodiun perchlorate･Inthat caseammonium ionwasdetectedinacetoneextractbutnotdetectedinwaterextract.

('NationaIResearchInstituteofPoliceScience,6,Sanbarhcho,Chiyoda‑ku, Tokyo 102Japan

叫

e r ,

a l

KayaktJGakkaishi.vet.58.No.1.1997 ‑

41‑