Детона́ция (от де... и лат. tono – греметь), перемещение по заряду взрывчатого вещества зоны химического превращения, ведомой ударной волной; один из основных видов превращения взрывчатых веществ. Амплитуда и скорость перемещения ударной волны постоянны, т. к. потери энергии, сопровождающие ударное сжатие, компенсируются теплотой реакции превращения взрывчатого вещества в конечные продукты. Детонация распространяется по веществу в виде детонационной волны от одного слоя к другому со скоростью, превышающей скорость распространения звука в заряде взрывчатого вещества и значительно превышающей скорость горения. Скорость детонации в газовых смесях достигает 1–3 км/с, в типичных конденсированных взрывчатых веществах составляет 6–9 км/с.

Схе­ма­тический вре­меннoй про­фи­ль де­то­на­ци­он­ной вол­ны.Схе­ма­тический вре­меннoй про­фи­ль де­то­на­ци­он­ной вол­ны.На схематичном временнóм профиле детонационной волны участок 1 соответствует ударной волне, 2 – зоне химической реакции, 3 – зоне продуктов детонации. Точку излома, соответствующую завершению химического превращения взрывчатого вещества в конечные продукты, называют точкой Чепмена – Жуге (ТЧЖ). Давление ударной волны (P_макс) достигает 5 ГПа в газовых смесях и 40 ГПа в конденсированных взрывчатых веществах, в ТЧЖ давление примерно вдвое меньше P_макс. После прохождения детонационной волны сильно сжатые продукты реакции быстро расширяются – происходит взрыв.

Классическая теория детонации позволяет рассчитать скорость детонации и скорость распространения продуктов детонации за фронтом ударной волны исходя из законов сохранения массы, количества движения и энергии в детонационной волне, уравнения состояния для продуктов детонации в ТЧЖ, а также условия, что стационарной может быть только наименьшая скорость детонации. Скорость детонации зависит от теплоты взрывного превращения, плотности взрывчатого вещества и состава продуктов детонации. Компьютерные программы позволяют рассчитывать все основные параметры детонации, как то: скорость детонации, скорость распространения продуктов детонации, давление в ТЧЖ.

На параметры детонации влияет взаимодействие заряда взрывчатого вещества с окружающей средой. Ю. Б. Харитон показал, что влияние этого взаимодействия определяется диаметром цилиндрического заряда. Это вытекает из условия «немгновенности» химического превращения взрывчатого вещества в детонационной волне. Поскольку образующиеся за время химической реакции газообразные продукты стремятся к расширению в радиальном (к боковой поверхности) направлении, в зону реакции с боковой поверхности заряда входит т. н. волна разрежения, а часть участвующей в детонации массы взрывчатого вещества разбрасывается. Поэтому потери энергии в детонационной волне, способствующие снижению скорости детонации, уменьшаются с увеличением диаметра заряда. Экспериментальные измерения показывают асимптотический характер возрастания скорости детонации с увеличением диаметра заряда – начиная с предельного диаметра заряда скорость детонации практически не возрастает.

Детонация может устойчиво распространяться по заряду, если время завершения реакции меньше времени расширения вещества в радиальном направлении. Следовательно, при диаметре меньше некоторого критического детонация затухает. Величина критического диаметра пропорциональна скорости звука в продуктах детонации и времени химической реакции в детонационной волне. Критический диаметр уменьшается с увеличением реакционной способности взрывчатого вещества, а также толщины стенок и массы оболочки заряда.

Скорость детонации измеряют с помощью оптической сверхскоростной фоторегистрации или электронной регистрации по времени прохождения детонационной волны между двумя электрическими контактами. Фоторегистрационный метод позволяет наряду с измерением скорости процесса получать сведения о механизме детонации и измерять давление в ТЧЖ.