نیترات آمونیوم چگونه منفجر می شود؟

چرا فروش نیترات آمونیوم سخت شده است؟ با گذشت کمتر از 48 ساعت از انفجار مهیب سه شنبه 4 اوت در بندر بیروت، مقامات سیاسی لبنان تا کنون درباره علت حادثه اعلام کرده‌اند، انفجار در اثر اشتعال مقدار زیادی از ماده «نیترات آمونیوم» موجود در یک انبار رخ داده است. میشل عون، رئيس جمهوری لبنان در خصوص این انفجار گفته است 2 هزار و 750 تن نیترات آمونیوم به مدت شش سال در بندر بیروت و بدون تمهیدات ایمنی نگه داشته شده و دلیل انفجار نیز همین امر بوده است. بنا بر گزارش‌های CISA، این محموله از یک کشتی که در سال 2013 میلادی در بندر بیروت مستقر شده تخلیه و سپس در یکی از انبارها ذخیره شده بوده است.

نیترات آمونیوم چیست و چرا باعث انفجار شده است؟

نیترات آمونیوم یک ماده طبیعی با قابلیت انحلال بالا در آب و به شدت گرمازا است. بزرگترین معدن نیترات آمونیوم در بیابان آتاکاما در شیلی قرار دارد. این ماده شیمیایی قبلا به طور عمده از این معدن استخراج می شد، اما اکنون تقریبا 100 درصد این ماده شیمیایی که در صنعت استفاده می شود از ترکیب مصنوعی آمونیاک با اسید نیتریک به دست می‌آید.

نیترات آمونیوم به چه کار می‌آید؟

نیترات آمونیوم در صنعت کشاورزی به عنوان یک کود نیتروژنی استفاده می شود. این ماده هر چند گران محسوب می شود، اما در اغلب شرایط از پایداری بالایی در طبیعت برخوردار است و به همین دلیل فعالان صنعت کشاورزی آن را نسبت به دیگر کودهای نیتروژنی ترجیح می دهند. این ماده همچنین عنصری کلیدی در ساخت ماده «آنفو» است که در انفجارهای کنترل شده صنعتی در جهان بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. بنابر آمار بیش از 80 درصد انفجارهای مرتبط با ساخت و ساز و همینطور بخش معدن در آمریکا با استفاده از ماده آنفو انجام می شود که مخلوطی است از نیترات آمونیوم و سوخت فسیلی.

چه چیزی باعث انفجار نیترات آمونیوم می‌شود؟

شرایط خاصی باید اتفاق بیافتد که این ماده پایدار بدون سوخت جانبی یا دیگر کاتالیزور خارجی خود به خود منفجر شود. نیترات آمونیوم یک ماده انرژی زا است که با تجزیه قابلیت اشتعال زایی پیدا می کند. اگر مقدار زیادی نیترات امونیوم روی هم جمع شده باشند، می توانند امکان تولید و گسترش آتش را بدون نیاز به عامل محرک خارجی نظیر بنزین یا گازوئیل فراهم آورند.

وقتی آتش شعله ور شد، نیترات آمونیوم در اثر واکنش‌های شیمیایی اکسیژن آزاد می کند، امری که به نوبه خود باعث شعله ورتر شدن آتش می شود. در همان حال که ماده شیمیایی گرم می شود، گاز داغ در هوا منتشر می شود و در صورتی که مکان بسته باشد این گازها روی هم جمع شده و باعث یک انفجار یکپارچه خواهند شد.

کودهای شیمیایی به خاطر قیمت به نسبت کم و در دسترس بودنشان در ساخت بمب استفاده می شوند. نیترات آمونیوم به مانند موتور انفجار عمل می کند، اما برای حادث شدن انفجار نیاز به فعال کننده و سوخت نیز هست. انرژی آزاد شده حاصل از عملکرد فعال کننده، نیترات آمونیوم را بخار می کند. در نتیجه این فعل و انفعال مولکول آمونیوم و نیترات می‌شکنند و حجم زیادی از اکسیژن به طور ناگهانی آزاد می شود. این انتشار سریع اکسیژن حاصل از تجزیه کود همراه با انرژی فعال ساز و سوخت، انفجار را سبب می‌شود.

حملات با کود شیمیایی

در ده‌های اخیر گروه‌های تروریستی بارها با استفاده از بمب‌های کود شیمیایی حملاتی را ترتیب داده اند. از جمله معروف‌ترین آن‌ها می توان به انفجار اوکلاهاما سیتی در سال 1995 اشاره کرد که منجر به مرگ 168 تن شد. انفجار تروریستی سال در منچستر با 200 زخمی و انفجار خودروی بمب گذاری شده در لندن نیز از جمله انفجارهای مبتنی بر بمب‌های کود شیمیایی بود.

نیترات آمونیوم را چگونه باید ذخیره کرد؟

واکر می‌گوید: «فجایع پیشینی که در دنیا رخ داد باعث شد قوانین و ضوابط ذخیره‌سازی نیترات آمونیوم، به عنوان یک کود غیرارگانیکِ ارزشمند که نقش بسیار مهمی در تغذیه جمعیت رو به گسترش جهان داشته، ارتقا پیدا کند. این قوانین تأکید می‌کنند نیترات آمونیوم باید دور از مراکز جمعیت ذخیره شود.

او می‌گوید: «دو نکته در تحقیقات در مورد انفجار بیروت باید در نظر گرفته شود، یکی اینکه آن‌ها مقادیر بسیار زیادی نیترات آمونیوم داشتند که ذخیره‌سازی درست آن را با مشکل مواجه می‌کرد و دوم اینکه آن‌ها این مواد را در مکانی که تراکم جمعیت بالاست ذخیره کرده بودند.»

واکر می‌گوید: «ذخیره‌سازی ایمن نیترات آمونیوم به این معنی است که این ماده باید به دور از منبع آتش باشد، از هر ماده‌ای که قابلیت اشتعال‌زایی دارد دور باشد و به مقدار کم در محفظه‌های مخصوص نگهداری شود و محفظه‌ها به قدر کافی از هم فاصله داشته باشند، به‌طوری که اگر یکی دچار اشتعال شد آتش به بقیه سرایت نکند.»

دولت‌ها با آگاهی از ماهیت خطرناک این ماده دسترسی به آن را محدود کرده‌اند و افراد فقط با مجوز می‌توانند نیترات آمونیوم خریداری کنند. واکر توضیح می‌دهد، تروریست نروژی، برویک، توانسته بود در مزرعه خود این مواد را انبار کند. او می‌افزاید: «با توجه به اینکه در هنگام تولید و انبار کردن احتیاط زیادی صورت می‌گیرد، بیشتر سوانح مربوط به نیترات آمونیوم در هنگام جا‌به‌جایی مواد، یا در کشتی یا در کامیون، رخ می‌دهد.»

واکر توضیح می‌دهد، دو مورد از این موارد در کویینزلند در استرالیا رخ داد. در سال ۲۰۱۴، یک کامیون حامل نیترات آمونیوم بعد از واژگونی منفجر شد. در سال ۱۹۷۲، یک کامیون حامل نیترات آمونیوم در اثر اتصالی برق و آتش‌سوزی منفجر شد و سه نفر کشته شدند.

تولید‌کنندگان نیترات آمونیوم چه کشور‌هایی هستند؟

برطبق گزارش سازمان کشاورزی و غذای سازمان ملل متحد، روسیه بزرگترین تولیدکننده نیترات آمونیوم در جهان است. اما تلاش‌های این کشور برای فروش نیترات آمونیوم به اروپا با موانعی مواجه شده است. آنتونی خوزه، رئیس فنی سازمان اروپایی کود، می‌گوید: اتحادیه اروپا، سال‌هاست، بروی واردات خود تعرفه ضد-دامپینگ وضع کرده تا از تولیدکنندگان مستقر در اتحادیه اروپا در مقابل قیمت‌شکنی تولیدکنندگان روس پیشگیری کند. ضمن آنکه تولید نیترات آمونیوم در اروپا منوط به اقدامات سختگیرانه آزمایش است که پس از انفجار سال ۲۰۰۱ در تولوز فرانسه، که منجر به کشته شدن ده‌ها نفر شد، سختگیرانه‌تر شده است.

جو جیلبرستون، رئیس بخش کود در کنفدراسیون صنایع کشاورزی انگلستان، می‌گوید: «نیترات آمونیوم در هنگام تولید بار‌ها گرم و سرد می‌شود تا اثر ذخیره‌سازی در بدترین شرایط روی آن سنجیده شود. ما عمداً این ماده را تحت شرایط مختلف قرار می‌دهیم و سعی می‌کنیم شرایط انفجار آن را شبیه‌سازی کنیم. این استاندارد‌ها ممکن است در خارج از اتحادیه اروپا رخ ندهد.»

«این صنعتی است که نباید در مورد آن کمترین بی‌توجهی را نشان داد. محصولی که با آن سروکار دارید در صورت مراقبت به غایت بی‌خطر است. اما اگر مراقب نباشید، فاجعه به آسانی رخ می‌دهد.»

کاربرد آمونیوم نیترات :

پیش از جنگ جهانی دوم از این ماده استفاده‌های بسیاری از کاربرد انفجاری این ماده می‌شد که در قسمت‌های بعدی به آن خواهیم پرداخت، اما با پایان یافتن جنگ تولید کود شیمیایی از این ماده بسیار فراگیر شد و بسیار مورداستفاده قرار گرفت. کود معدنی این محصول وقتی شکل می‌گیرد که قطرات تغلیظ شده محلول آمونیوم نیترات 95 تا 99 درصد از بالای برج به سمت پایین به حرکت درمی‌آیند و خشک می‌شوند.

به علت هیدروسکوپیک (hygroscopic) بودن و جاذب رطوبت بودن این ماده معمولاً برای نگهداری و بسته‌بندی آن کیسه‌های مهروموم‌شده استفاده می‌شود. همچنین برای نچسبیدن دانه‌های کود به هم از یک واسطه ضد چسبندگی هم استفاده می‌گردد. برای کاهش و یا از بین بردن خاصیت انفجاری و مناسب شدن برای کاربری کود شیمیایی قبل از جامد شدن مقدار کمی کربنات معدنی به محلول اضافه می‌شود تا غلظت نیتروژن خیلی کم شود.

کود نیترات آمونیوم مایع :

این شکل از کود به‌طورکلی در ترکیب با اوره فروخته می‌شود و به آن به‌اختصار UAN گفته می‌شود. در بسیاری از مناطق به دلیل مشکلات حمل‌ونقل و بسته‌بندی شکل جامد آن متداول شده است.