2015年6月28日 星期日

粉塵爆炸

昨天 (2015.06.27) 晚上八點多時,有家公關公司租用新北市的八仙樂園的場地舉辦 Color PlayAsia 彩色派對活動,現場噴出彩色玉米粉時引發粉塵爆炸。

事發時有民眾拍下粉塵爆炸的現場狀況,火焰一瞬間就擴散開,許多人立即被火焰包圍,造成重大傷亡。

現場祇是噴些玉米粉而已,為什麼會造成爆炸呢?這就要從什麼是爆炸說起了。

爆炸是什麼?

爆炸是指氣體在短時間內以體積高速率快速脹大,劇烈膨脹的氣體對周圍環境產生壓力而產生傷害。像用於汽車安全氣囊中的疊氮化鈉 (分子式 NaN3) 分解時會產生大量的氮氣而使安全氣囊炸開,某些情況下其爆炸威力會造成人體的傷害 (如造成眼睛失明)。

彩色路跑、彩色派對用的玉米粉成份為澱粉,澱粉可以燒燃產生並二氧化碳 ( CO2 )。一般情況下玉米粉祇會慢慢的燃燒,並不會產生大量的 CO2 而發生爆炸。但如果讓玉米粉燃燒的速度變快,產生 CO2 的速度也變快,那就可能造成爆炸。

什麼時候玉米粉會快速燃燒呢?

堆成一堆的玉米粉祇有表面接觸到氧氣的部份能夠燃燒,表面燒完了,底下露出來遇到氧氣再燃燒,所以速度慢。如果能夠讓氧氣灌注到底部,所有玉米粉一次燃燒,那麼同時間產生的 CO2 量就很多,也就形成爆炸了。

把氧氣灌注到底部?那反向操作,讓玉米粉飄散在空中,而且同時間在空中的玉米粉夠多、夠密,這一粒玉米粉燃燒可以延燒到另一粒玉米粉,使一堆玉米粉同時間燒起來,就可以短時間形成大量 CO2 而產生爆炸。

簡單的說,玉米粉造成的粉塵爆炸就是因為高密度的玉米粉飄散在空中,與氧氣的接觸面積大,大量且快速地進行氧化作用 (燃燒) ,生成大量 CO2 而造成破壞。

所有粉末都會造成粉塵爆炸嗎?

如果玉米粉會造成粉塵爆炸,那是不是所有的粉末都會造成粉塵爆炸呢?這個,我們就看一下大家暱稱為小 P 老師的龍山國中鄭志鵬老師 (影片中紅色衣服) 做的實驗吧!

結果顯示,並非所有的粉末都會造成粉塵爆炸。要爆炸要產生大量氣體,而這通常是靠著自我分解,或是與氧氣作用時產生 CO2 而達成。實驗中的小蘇打粉不可燃,所以不會造成粉塵爆炸。

糖粉、玉米粉、木屑粉這些物質原本就能燃燒,將它們散布在空中增加與氧氣的接觸面積後,燃燒速度大大加快,就會產生粉塵爆炸了。

八仙事件為什麼沒劇烈爆炸聲?

這次在八仙樂園辦的 Color PlayAsia 彩色派對活動因為是在室外,燃燒生成的 CO2 直接擴散到大氣中,因此影片中祇看到火焰快速蔓延,但沒有氣體累積壓力後衝破密閉空間而產生的沖擊波,因此也就沒有爆炸聲產生。

如果這次的事件是發生在密閉空間,如夜店舞廳、體育館,那麼除了現場的人遭到火噬,氣體累積壓力爆開後的威力可能破壞房舍、磚瓦破碎傷人,那造成的傷害就更大了。

1998 年電影《世界末日》(Armageddon)的劇情提到有顆與美國德州同樣大小的隕石對著地球而來,如果不處理掉它,地球人類將全部滅亡。

美國國家航空暨太空總署 (NASA) 決定派一隊鑽油井的高手到隕石上挖一個深坑,把炸藥放在深坑裡從內部破壞隕石。

『為什麼不在隕石表面放炸藥就好?還要挖坑埋炸藥不是增添許多麻煩嗎?』

NASA 的科學家問對方:『如果我在你的手掌上放個節慶時用的小鞭炮並引爆,你會怎樣?』

『手掌會被燒傷吧?』

『那如果你把手掌握緊才爆炸呢?整隻手都會被炸爛。』

這就是因為在密閉空間中產生的氣體無處可去,急遽提昇壓力而使破壞力增加的緣故。所以幸虧這次八仙樂園事件不是在體育館內發生,否則傷亡人數一定急速上升。

閃靈二人組中的粉塵爆炸

我最早知道粉塵爆炸並不是從教科書中看到,而是在看漫畫《閃靈二人組》時學到的。在第六集的故事中,風鳥院花月被敵人十兵衛追殺身受重傷。

花月身受重傷
圖、花月身受重傷

受重傷的花月衝入麵粉店中,並利用鞭子將麵粉袋全部打破,讓麵粉飄散在空中 (其實花月用的武器是絲絃,但沒看漫畫的人可能看不懂,所以改說鞭子)。

花月讓空中充滿麵粉
圖、花月讓空中充滿麵粉

最後,讓空氣中充滿麵粉的工廠發生粉塵爆炸,與其死在別人手上,不如自己了斷生命。

花月讓工廠發生粉塵爆炸
圖、花月讓工廠發生粉塵爆炸

我是在《閃靈二人組》中學到粉塵爆炸,我一些朋友是從電視影集《馬蓋先》中學到。我常常很佩服國外的漫畫、電視節目可以把一些知識性的內容做的很有趣,消遣娛樂的同時還可以學到新知。

我們從台灣的電視節目能學到什麼呢?呃,親子鑑定吧?!

ps:《閃靈二人組》後期看不懂在畫什麼,沒看過的不用浪費時間找來看了。