विस्फोट-ब्रिजवायर डेटोनेटर

[[Image:Exploding bridgewire detonator.png|right|thumb|300px|एक्सप्लोडिंग-ब्रिजतारों डेटोनेटर पेटेंट से छवि। चित्र 2, चित्र 1 का विवरण है।1. आवास

2. उच्च विस्फोटक

3. फ़्यूज़ तार

4. लीड-इन तार

5. लीड-इन तार

6. इन्सुलेशन समर्थन

7. कैम्ब्रिक ट्यूबिंग

8. समर्थन का भाग बाँटना

9. (कुछ भी लेबल नहीं)

10. कंडेनसर (संधारित्र)

11. स्विच

12. बैटरी]]विस्फोट-ब्रिजवायर डेटोनेटर बारूद भरा हुआ पटाखा (ईबीडब्ल्यू, जिसे "विस्फोट वायर डेटोनेटर" के रूप में भी जाना जाता है) इस प्रकार का डेटोनेटर है जिसका उपयोग विस्फोटक पदार्थों में विस्फोट प्रतिक्रिया प्रारंभ करने के लिए किया जाता है, जैसे कि यह विस्फोटन कैप के समान इलेक्ट्रिक करंट का उपयोग करके फायर किया जाता है। ईबीडब्ल्यू ब्लास्टिंग कैप की समानता में अलग भौतिक तंत्र का उपयोग करते हैं,ज्यादा बिजली का उपयोग करते हैं और बिजली करंट लागू होने के बाद बहुत अधिक तेज़ी से विस्फोट होते हैं, और तार विस्फोट विधि की प्रक्रिया द्वारा विद्युत प्रवाह लागू होने के बाद बहुत अधिक सटीक समय में विस्फोट करते हैं। इससे परमाणु हथियार में उनका आम उपयोग प्रारंभ हो गया है। स्लैक्स डेटोनेटर वर्तमान का विकास है जो समान रूप से काम करता है।

इतिहास
ईबीडब्ल्यू का आविष्कार लुइस वाल्टर अल्वारेज़ और लॉरेंस एच. जॉन्सटन ने लॉस अलामोस राष्ट्रीय प्रयोगशाला में अपने काम के समय मैनहट्टन परियोजना के मोटा आदमी-प्रकार के बमों के लिए किया था। फैट मैन मॉडल 1773 ईबीडब्ल्यू डेटोनेटर ने एकल बूस्टर चार्ज से जुड़े दो ईबीडब्ल्यू हॉर्न के साथ असामान्य, उच्च विश्वसनीयता डेटोनेटर प्रणाली का उपयोग किया, जिसने 32 विस्फोटक लेंस इकाइयों में से प्रत्येक को निकाल दिया।

विवरण
ईबीडब्ल्यू को साथ कई विस्फोटक चार्ज को विस्फोटित करने के साधन के रूप में विकसित किया गया था, मुख्य रूप से परमाणु हथियार रूपरेखा में उपयोग के लिए इम्प्लोजन-प्रकार के हथियार, प्लूटोनियम-आधारित परमाणु हथियार जिसमें प्लूटोनियम कोर ( प्लूटोनियम गड्ढा कहा जाता है) बहुत तेजी से संपीड़ित होता है। यह गड्ढे के चारों ओर समान रूप से रखे गए पारंपरिक विस्फोटकों के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। विस्फोट अत्यधिक सममित होना चाहिए या प्लूटोनियम को कम दबाव वाले बिंदुओं पर आसानी से बाहर निकाल दिया जाएगा। परिणाम स्वरुप, डेटोनेटर के पास बहुत सटीक समय होना चाहिए।

ईबीडब्ल्यू के दो मुख्य भाग होते हैं: महीन तार का टुकड़ा जो विस्फोटक से संपर्क करता है, और उच्च-उच्च वोल्टेज उच्च-वर्तमान कम-प्रतिबाधा बिजली स्रोत; इसे विश्वसनीय रूप से और लगातार तेजी से प्रारंभिक पल्स की आपूर्ति करनी चाहिए। जब तार को इस वोल्टेज से जोड़ा जाता है, तो परिणामी उच्च धारा (बिजली) पिघल जाती है और फिर कुछ माइक्रोसेकंड में तार को वाष्पीकृत कर देती है। परिणामी झटका और गर्मी उच्च विस्फोटक की प्रारंभ करती है।

यह ट्रिनिटी साइट द गैजेट की तस्वीरों में देखी गई भारी केबलों के लिए जिम्मेदार है; उच्च वोल्टेज केबल को अच्छे इन्सुलेशन की आवश्यकता होती है और उन्हें कम वोल्टेज ड्रॉप के साथ बड़ा करंट देना होता है, ऐसा न हो कि ईबीडब्ल्यू चरण संक्रमण को जल्दी से प्राप्त न कर सके।

डेटोनेटर के बूस्टर चार्ज में विस्फोट प्रारंभ करने के लिए वाष्पीकृत ब्रिजतारों के प्रत्यक्ष भौतिक प्रभावों का उपयोग करके डेटोनेटर द्वारा ईबीडब्ल्यू का सटीक समय प्राप्त किया जाता है। विद्युत प्रवाह और वोल्टेज की पर्याप्त उच्च और प्रसिद्ध मात्रा को देखते हुए, ब्रिजतारों वाष्पीकरण का समय बेहद कम (कुछ माइक्रोसेकंड) और बेहद सटीक और अनुमानित है (कुछ दसियों नैनोसेकंड के विस्फोट के समय का मानक विचलन) ।

पारंपरिक ब्लास्टिंग कैप पुल के तार को वाष्पीकृत करने के अतिरिक्त उसे गर्म करने के लिए बिजली का उपयोग करते हैं, और उस ताप के कारण प्राथमिक विस्फोटक विस्फोट हो जाता है। ब्रिजतारों और प्राथमिक विस्फोटक के बीच सटीक संपर्क से यह बदल जाता है कि विस्फोटक कितनी जल्दी गर्म हो जाता है, और तार या लीड में सामान्य विद्युत बदलाव से यह भी बदल जाएगा कि यह कितनी जल्दी गर्म हो जाता है। हीटिंग प्रक्रिया को पूरा करने और प्राथमिक विस्फोटक में विस्फोट प्रारंभ करने में सामान्यतः मिलीसेकंड से लेकर दसियों मिलीसेकंड तक का समय लगता है। यह ईबीडब्ल्यू विद्युत वाष्पीकरण की समानता में अधिकतर 1,000 से 10,000 गुना लंबा और कम सटीक है।



परमाणु हथियारों में उपयोग
चूँकि विस्फोटक सामान्यतः 7-8 किलोमीटर प्रति सेकंड, या 7-8 मीटर प्रति मिलीसेकंड की गति से विस्फोट करते हैं, परमाणु हथियार के तरफ से दूसरी तरफ विस्फोट में 1 मिलीसेकंड की देरी हथियार को पार करने में लगने वाले समय से अधिक होगी। ईबीडब्ल्यू (0.1 माइक्रोसेकंड या उससे कम) की समय सटीकता और स्थिरता विस्फोट के लिए अधिकतम 1 मिलीमीटर चलने के लिए पर्याप्त समय है, और सबसे सटीक वाणिज्यिक ईबीडब्ल्यू के लिए यह 0.025 माइक्रोसेकंड और विस्फोट तरंग में अधिकतर 0.2 मिमी भिन्नता है। यह परमाणु हथियार विस्फोटक लेंस जैसे बहुत कठोर सहनशीलता अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त रूप से सटीक है।

अमेरिका में, परमाणु हथियारों में उनके सामान्य उपयोग के कारण, परमाणु सामग्री, उपकरण और प्रौद्योगिकी के निर्यात के दिशानिर्देशों के अनुसार, ये उपकरण हर राज्य में परमाणु नियंत्रण अधिकारियों के अधीन हैं। ईबीडब्ल्यू संयुक्त राज्य युद्ध सामग्री सूची में हैं, और निर्यात अत्यधिक विनियमित हैं।

नागरिक उपयोग
ईबीडब्ल्यू ने टाइटन चतुर्थ जैसे परमाणु हथियारों के बाहर उपयोग पाया है, सुरक्षा के प्रति जागरूक अनुप्रयोग जहां आवारा विद्युत धाराएं सामान्य ब्लास्टिंग कैप को विस्फोटित कर सकती हैं, और ऐसे अनुप्रयोग जिनमें खानों या खदानों में मल्टीपल पॉइंट वाणिज्यिक ब्लास्टिंग के लिए बहुत सटीक समय की आवश्यकता होती है। ईबीडब्ल्यू डेटोनेटर नियमित इलेक्ट्रिक डेटोनेटर की समानता में अधिक सुरक्षित होते हैं क्योंकि नियमित डेटोनेटर के विपरीत ईबीडब्ल्यू में प्राथमिक विस्फोटक नहीं होते हैं। प्राथमिक विस्फोटक जैसे लेड एज़ाइड स्थैतिक बिजली, रेडियो फ्रीक्वेंसी, झटके आदि के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं।

संचालन का तंत्र
ब्रिजतारों सामान्यतः सोने से बना होता है, किन्तु प्लैटिनम या सोना/प्लैटिनम मिश्र धातु का भी उपयोग किया जा सकता है। सबसे आम वाणिज्यिक तार का आकार 0.038 मिमी ( इंच का 1.5 हजारवां भाग) व्यास और 1 मिमी (40 मिलियन) लंबाई है, किन्तु लंबाई 0.25 मिमी से 2.5 मिमी (10 मिलियन से 100 मिलियन) तक हो सकती है। उपलब्ध विस्फोटकों में से, कम घनत्व पर केवल पीईटीएन को ईबीडब्ल्यू आरंभकर्ता के भाग के रूप में वाणिज्यिक प्रणालियों में इसके उपयोग को व्यावहारिक बनाने के लिए पर्याप्त कम झटके द्वारा प्रारंभ किया जा सकता है। इसे किसी अन्य विस्फोटक बूस्टर, प्रायः टेट्रिल, आरडीएक्स या कुछ पॉलिमर-बंधित विस्फोटक (उदाहरण के लिए, पीबीएक्स 9407) की गोली के साथ जोड़ा जा सकता है। ऐसे बूस्टर के बिना डेटोनेटर को इनिशियल प्रेसिंग डेटोनेटर (आईपी डेटोनेटर) कहा जाता है।

आरंभ के समय, तार प्रवाहित धारा के साथ पिघलने बिंदु तक पहुंचने तक गर्म होता है। तापन दर इतनी अधिक होती है कि तरल धातु के पास बहने का समय नहीं होता है, और वाष्पीकृत होने तक और गर्म हो जाता है। इस चरण के समय ब्रिजतारों असेंबली का विद्युत प्रतिरोध बढ़ जाता है। फिर धातु वाष्प में विद्युत चाप बनता है, जिससे विद्युत प्रतिरोध में गिरावट आती है और धारा में तेज वृद्धि होती है, आयनित धातु वाष्प का तेजी से और अधिक ताप होता है, और सदमे की लहर का निर्माण होता है। शॉक वेव बनाने के लिए पर्याप्त कम समय में तार के पिघलने और उसके बाद वाष्पीकरण को प्राप्त करने के लिए, कम से कम 100 एम्पीयर प्रति माइक्रोसेकंड की वर्तमान वृद्धि दर की आवश्यकता होती है।

यदि वर्तमान वृद्धि दर कम है, तो पुल जल सकता है, जिससे संभवतः पीईटीएन गोली का अपस्फीति हो सकता है, किन्तु इससे विस्फोट नहीं होगा। पीईटीएन युक्त ईबीडब्ल्यू भी स्थैतिक बिजली निर्वहन के प्रति अपेक्षाकृत असंवेदनशील हैं। उनका उपयोग पीईटीएन की थर्मल स्थिरता सीमा द्वारा सीमित है। स्लैपर डेटोनेटर, जो उच्च घनत्व हेक्सानिट्रोस्टिलबीन का उपयोग कर सकते हैं, अधिकतर तापमान 300 C निर्वात से लेकर उच्च दबाव तक के वातावरण में उपयोग किया जा सकता है।

फायरिंग प्रणाली
ईबीडब्ल्यू और स्लैपर डेटोनेटर सबसे सुरक्षित ज्ञात प्रकार के डेटोनेटर हैं, क्योंकि केवल बहुत ही उच्च-वर्तमान तेज-वृद्धि वाली पल्स ही उन्हें सफलतापूर्वक ट्रिगर कर सकती है। चूँकि, वर्तमान में आवश्यक उछाल के लिए उन्हें भारी शक्ति स्रोत की आवश्यकता होती है। अत्यंत कम वृद्धि का समय सामान्यतः उपयुक्त स्विच (चिंगारी का अंतर, थाइरेट्रॉन, क्रिट्रॉन, आदि) के माध्यम से कम-प्रेरकत्व, उच्च-क्षमता, उच्च-वोल्टेज संधारित्र (जैसे, तेल से भरे, माइलर-फ़ॉइल, या सिरेमिक) का निर्वहन करके प्राप्त किया जाता है। पुल के तार में संधारित्र के लिए बहुत मोटा अनुमान 5 किलोवोल्ट और 1 माइक्रोफ़ारड की रेटिंग है, और शिखर धारा 500 और 1000 एम्पीयर के बीच होती है। मार्क्स जनरेटर का उपयोग करके उच्च वोल्टेज उत्पन्न किया जा सकता है। आवश्यक वर्तमान वृद्धि दर को प्राप्त करने के लिए कम-विद्युत प्रतिबाधा संधारित्र और कम-प्रतिबाधा समाक्षीय केबल की आवश्यकता होती है।

फ्लक्स संपीड़न जनरेटर संधारित्र का विकल्प है। जब इसे जलाया जाता है, तो यह मजबूत विद्युत चुम्बकीय नाड़ी बनाता है, जो ब्रिज तारों या स्लैपर फ़ॉइल से जुड़े या अधिक माध्यमिक कॉइल में प्रेरक रूप से युग्मित होता है। संपीड़न जनरेटर के सामान्तर कम ऊर्जा घनत्व संधारित्र अधिकतर सोडा कैन के आकार का होगा। ऐसे संधारित्र में ऊर्जा 1⁄2·C·V2 होगी, जो उपर्युक्त संधारित्र के लिए 12.5 J है। (समानता करके, डिफाइब्रिलेटर 2 kV से ~200 J और संभवतः 20 µF प्रदान करता है।। फ्लैश -डिस्पोजेबल कैमरे में स्ट्रोब सामान्यतः 100 µF के 300 V संधारित्र से 3 J होता है।)

विखंडन बम में संग्राहक न्यूट्रॉन आरंभकर्ता, के प्रारंभिक स्रोत के रूप में काम करने वाले परमाणु विखंडन को पावर करने के लिए समान प्रकार का सर्किट उपयोग किया जाता है।

यह भी देखें

 * परमाणु हथियार रूपरेखा - विस्फोट-प्रकार का हथियार
 * प्रेरक क्रम
 * स्लैपर डेटोनेटर (ईबीडब्ल्यूडी का आधुनिक विकास)
 * इलेक्ट्रोथर्मल-रासायनिक प्रौद्योगिकी

बाहरी संबंध

 * Elements of Fission Weapon Design, section 4.1.6.2.2.6