評価フロー 文献調査 爆発・発火危険性評価 計算による危険性予測 スクリーニング試験 標準試験 実規模試験 評価フロー 文献調査 計算による危険性予測 スクリーニング試験 標準試験 実規模試験 文献調査 対象とする物質について、その安全性に関す る調査を行う 新物質であれば、当然データは無いので、類 似物質に関する調査を行い類推する（この 際、化学的知識が生きる） 計算による危険性予測 実験的な手法では、発火・爆発危険性と して、感度と威力の評価を行う 計算では、威力に関する情報は得られる が、感度に関する情報を直接得ること は、（今のところ）できない 計算による危険性予測 米国材料試験協会（ASTM）では、化学 物質の、燃焼熱、最大分解熱、および酸 素バランスから、発火・爆発危険性評価 を行うプログラムを公表している ：CHETAH CHETAHによる危険性評価 １．化学物質の燃焼（-ΔHc）、最大分解熱 （-ΔHmax）、酸素バランスを算出する ２．最大分解熱と燃焼熱の差の絶対値を計算する ３．最大分解熱、２で求めたパラメータ、酸素バ ランスの３つのパラメータで危険性を評価する 燃焼熱：-ΔHc 物質が完全燃焼する際に発生する熱量 （重量あたり） CHNO化合物であれば、生成物は、 H2O, CO2, N2、および余れば、O2とな ることを仮定 燃焼熱：-ΔHc m-ジニトロベンゼン（ C6H4N2O4 ）, ｍ ｗ=168 C6H4N2O4 + 5O2→2H2O + 6CO2 + N2 ΔHf(H2O)=-57.8kcal/mole ΔHf(CO2)=-94.1kcal/mole ΔHf(m-DNB)=10.82kcal/mole -ΔHc = ΔHf(m-DNB)-2x ΔHf(H2O)-6x ΔHf(CO2) = 10.82-2x(-57.8)-6x(-94.1) = 691.02 kcal/mole = 4.11 kcal/g 最大分解熱：-ΔHmax • 物質が分解する際の最大反応熱 • ＣＨＮＯ化合物の場合、H2O，CO2，COの優先 順位での生成を仮定 ΔH f(H2O) ： -57.8 kcal/mole，-3.21 kcal/g ΔH f(CO2) ： -94.1 kcal/mole，-2.14 kcal/g 最大分解熱：-ΔHmax m-ジニトロベンゼン（ C6H4N2O4 ）, ｍｗ=168 C6H4N2O4 →2H2O + CO2 + N2 + 5C -ΔHmax = ΔHf(m-DNB)-2x ΔHf(H2O)- ΔHf(CO2) = 10.82-2x(-57.8)- (-94.1) = 220.52kcal/mole = 1.31 kcal/g ¦ΔHc-ΔHmax¦ • 燃焼熱と最大分解熱の差の絶対値をパラメータとする m-ジニトロベンゼン（ C6H4N2O4 ）, ｍｗ=168 ¦ΔHc-ΔHmax¦= ¦4.11-1.31¦=2.80 評価基準 評価フロー 危険性：小 文献調査 |ΔHc - ΔHmax| 5 危険性：中 計算による危険性予測 3 危険性：大 ＊ スクリーニング試験 標準試験 0 -0.7 ΔHmax -0.3 ΔHmax� = -1.31 kcal/g 実規模試験 |ΔHc - ΔHmax| = 2.80kcal/g 酸素バランスによる評価 スクリーニング評価 被評価物質の標準生成エンタルピ（ΔHof）が必要 標準成性エンタルピの推算法 • 加生成則（S.W. Benson）を用いた推算法 • 分子軌道法による推算法 標準生成エンタルピを必要としない推算法 酸素バランス（Oxygen balance）の計算 • 物質100gの完全燃焼に必要な酸素量（グラム数）に負の 符号を付ける スクリーン＝篩（ふるい） スクリーニング＝篩分 小規模（小試料量）、簡易試験 試験自体の安全性、経済性 CxHyNuOz OB=-1600(2x+y/2-z)/分子量 酸素バランスによる評価 m-ジニトロベンゼン（ C6H4N2O4 ）, ｍｗ=168 C6H4N2O4 + 5O2 → 6CO2 + 2H2O + N2 OB = -1600 x (2 x 6 + 4/2 ‒4)/168 = -95.2 小 -240 中 -120 ＊ 危険性大 0 120 酸素バランス 中 小 240 評価項目 可能性（爆轟／爆発） SC-DSC 感度（起こり易さ） 着火、打撃、摩擦、熱感度 威力（大きさ,激しさ） SC-DSC SC-DSC 着火感度 • セリウムｰ鉄火花着火試験 Sealed Cell Differential Scanning Calorimetry 試料セルを密封することにより、蒸発等による 試料の散逸を防ぎ、定量性を向上させた熱分析 装置 SC-DTA、高圧DSC、高圧DTAで代替可 • 導火線試験 – セリウムｰ鉄火花または、導火線から発生する火花を5mmの距 離から吹き付け、着火を確認 • 小ガス炎試験 – ガスバーナー等の炎（長さ20mm,幅5mm）を最大10秒間試料 にあて、着火を確認 • 赤熱鉄棒試験 – 直径5mmの鉄棒を800℃に赤熱し、試料に10秒以内接触させ て、着火・爆発を確認 SC-DSC 参照セル 試料セル 着火感度の評価 • 易着火性 Tdsc 発 – セリウムｰ鉄火花試験または導火線試験で直ちに着火し、小ガス 炎試験で1秒以内に着火する 熱 炉 Qdsc 吸 温度（℃） 熱 熱電対 • 着火性 – 小ガス炎試験で1秒以上たって着火、または赤熱鉄棒試験で着火 する • 難着火性 – 着火性試験では、着火しない log Qdsc SC-DSC （爆発伝播性） 5kg落槌感度試験 X B X 打撃感度試験 A log (Tdsc-25) A：BPO（過酸化ベンゾイル）, Qdsc: x 0.8 B：2,4-DNT（2,4-ジニトロベンゼン）, Qdsc x 0.7 一般に、評価値は、1/6爆点 （6回中1回爆発する）落高 （cm）で表される 5kg 鉄槌 鋼製コロ (10mmφ x 10mm) Sample (40mm3) 摩擦感度試験 評価フロー BAM摩擦感度試験 文献調査 計算による危険性予測 一般に、評価値は、1/6爆点（6回 中1回爆発する）押付け力（N）で 表される F(N) 磁製杵 10mmφ x 25mm 約5cm/s、1cmの 往復運動 スクリーニング試験 Sample (10mm3) 標準試験 磁製板 25 x 25 x 5mm 実規模試験 感度に関する注意 標準試験 高精度 100 爆発確率 高信頼性 比較的大試料量←危険性大、低経済性 0 E50 入射エネルギー 感度に関する注意 要特殊（試験）装置、設備 評価項目 爆轟伝播性 DDT（爆燃から爆轟への転移） 100 爆発確率 衝撃起爆感度 0 熱分解の激しさ（圧力容器） E50 E50 入射エネルギー 静的爆発威力 動的爆発威力 爆轟伝播性 BAM50/60鋼管試験 電気雷管 伝爆薬 – 内径50mm、外径60mm、全長 充填し、50g伝爆薬（RDX: 95%, Wax:5%）+8号雷管で起 爆し、鋼管の裂け方で、完爆、 半爆、不爆を判定する 50mmf 鋳鉄製蓋 Sample 500mm 500mmで底板を溶接した継目 無鋼管（内容量910ml）試料を 熱分解の激しさ 50mmφ 鋼管 破裂版 圧力容器試験 2 6kgf/cm オリフィス板を備えた、容量 200mlの圧力容器に、試料5g を入れて加熱し、破裂板の作 オリフィス板 1mmφ 動状況から、熱分解の激しさ を評価する。 ヒーター 60mmφ DDT試験 静的爆発威力 • Deflagration to Detonation Transition 188mm 鋼管 450mm 点火具 鋼管 ジットロケット推進薬を点火薬と して点火し、鋼管の裂け方から、 DDTの成否を評価する。 衝撃起爆感度 • カードギャップ試験 – 伝爆薬と試料の間にプラスチック 板（カード）を挟み、伝爆薬か ら発生する衝撃波を所定の大き さにして、試料に入射し、その際 の感度を評価する。 弾動臼砲 トラウズル（鉛とう拡大）試験 • 水中爆力試験 弾動臼砲 電気雷管 ペントライト プラスチック板 （ギャップ） Sample 鉄製証拠版 • 振子に吊り下げられた臼砲に試 料10gと鋼鉄製の弾をセット し、雷管で起爆する。弾を発射 した反動で、反対方向に揺れる 振子の揺れ幅で、爆発威力を評 価する。 3,000mm – 内径74.7mm、肉厚7.62mm、全 長450mmのねじ蓋付鋼管内に試料 を充填し、試料中央部においた、 過塩素酸アンモニウム系コンポ 点火用脚線 弾丸（17kg） 臼砲（450kg） トラウズル試験 爆速測定 抵抗線法 雷管 Sample • 内径25mm、深さ125mmの孔が 穿ってある、直径20cm、高さ 20cmの円柱状の鉛の隗に、10g の試料を充填して、雷管で起爆 抵抗線 V 電圧 し、孔の拡大値（ml）で、爆発威 力を評価する。 定電流電源 時間 動的爆発威力 爆発速度（爆速）測定 プローブ法 抵抗線法 流しカメラ法 水中爆力試験 爆速測定 プローブ法 雷管 プローブ ローブを、サンプルの2点間に挿入 し、反応がプローブを通過したときの 時間を測定 2点間距離と時間差から速度を算出 例えば100mm 光ファイバー、イオンギャップ等のプ Sample 計測装置
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