oktogen

HMX er et sprengstoff med høy tetthet og høyt detonasjonstrykk. Ved sin maksimale krystalltetthet på like over 1,90 gram per kubikkcentimeter (g/cm³) kan stoffet detonere med en hastighet på om lag 9200 meter per sekund og utvikle et detonasjonstrykk på omtrent 38 GPa (om lag 10 prosent høyere enn for RDX). Dette er den høyeste ytelsen av alle konvensjonelle sprengstoffer som lages på industriell målestokk.

Egenskapene til HMX er ganske like som de for RDX, og på samme måte som for RDX-sprengstoffer, kan HMX-sprengstoffer deles inn i pressbare, smeltestøpbare og støpherdbare sprengstoffer.

HMX er mer kostbart enn RDX, og det lages i mindre mengder. Det er et spesialprodukt for applikasjoner der ytelse er spesielt viktig. En viktig forskjell mellom HMX og RDX er den termiske stabiliteten. Begge stoffene dekomponerer når de smelter, men for HMX skjer dette ved cirka 280 °C, sammenlignet med like over 200 °C for RDX.

Det finnes mange HMX-sprengstoffer for militære formål, og de har som regel likheter med analoge sprengstoffer som inneholder RDX. Sprengstoffer med HMX brukes der kravet til høy detonasjonsytelse er viktigst, slik som i hulladninger til panservernvåpen og fragmenteringsstridshoder til luft-til-luft-missiler og luftvernmissiler.

Det første HMX-sprengstoffet som ble tatt i bruk var oktol, smeltestøpbare blandinger av HMX med TNT. Oktol har blant annet vært mye benyttet i hulladningen til det bærbare panservernvåpenet M72. Dette var opprinnelsen til norsk HMX-produksjon (se nedenfor).

De fleste HMX-sprengstoffer i bruk i dag tilhører en sentral type militære sprengstoffer referert til som PBX (polymer-bonded explosive). Noen av de mest kjente er:

• PBXN-3: Pressbart sprengstoff med 86 prosent HMX og 14 prosent bindemiddel basert på nylon. Brukt i stridshodet til Sidewinder, et av de vanligste luft-til-luft-missilene i verden.

• PBXN-5: Pressbart sprengstoff med 95 prosent HMX og 5 prosent bindemiddel basert på viton. Brukt i forsterkerladninger (boostere) til sprengstoffylt ammunisjon.

• PBXN-9: Pressbart sprengstoff med 92 prosent HMX og 8 prosent bindemiddel basert på akrylater og dioktyladipat (DOA) som mykner. Brukt i hulladninger til missilstridshoder.

• PBXW-11: Pressbart sprengstoff med 96 prosent HMX og 4 prosent bindemiddel basert på akrylater og DOA. Brukt i stridshodet til enkelte utgaver av panservernrakettvåpenet M72.

• LX-14: Pressbart sprengstoff med 95,5 prosent HMX og 4,5 prosent bindemiddel basert på termoplastisk polyuretan. Mye brukt i hulladningsvåpen, slik som TOW.

• PBXN-110: Støpherdbart sprengstoff med 88 prosent HMX og 12 prosent bindemiddel basert på hydroksylterminert polybutadien (HTPB). Brukt i stridshodet til AMRAAM, et av de vanligste luft-til-luft-missilene i verden.

Composition C-4 er et mye brukt plastisk sprengstoff basert på RDX. En norskutviklet variant av dette sprengstoffet, der RDX-innholdet er byttet ut HMX, kalles NM-91.

Foruten militære sprengstoffer, som skal detonere, har HMX også anvendelser i militære krutt som skal deflagrere og på denne måten utvikle skyvkraft i rakettmotorer som bruker fast rakettdrivstoff, såkalte faststoffmotorer.

HMX brukes i enkelte faste rakettdrivstoffer kalt NEPE (nitrate ester plasticized polyether). Disse høyenergetiske drivstoffene er viktige for SLBM (submarine-launched ballistic missile). NEPE-krutt består typisk av HMX, ammoniumperklorat, finfordelt aluminium og et bindemiddel av polyeter tilsatt nitroglyserin (eller andre lignende forbindelser) som energetisk mykner.

For sivilt bruk er HMX spesielt viktig for perforatorladninger til petroleumsutvinning og ikke-elektriske tennersystemer til bruk i sprengningsarbeider. For perforatorladninger, se artikkel om hulladninger. HMX er spesielt nyttig for dette bruksområdet på grunn av sin høye temperaturbestandighet.

Ikke-elektriske tennsystemer for sprengstoffer, gjerne referert til som NONEL-system, er et viktig sivilt bruksområde for HMX. Slike tennsystemer består av en plastslange belagt med et tynt lag sprengstoff på innsiden. Når slangen initieres med sprenghette, dannes en sjokkbølge som forplanter seg gjennom slangen med en hastighet på om lag 2000 meter per sekund.

Plastslangen fungerer som en signalleder som kan initiere et forsinkerelement i en tilpasset sprenghette. I motsetning til detonerende lunter, inneholder slangen for lite sprengstoff til at den sprenges og skader omgivelsene. Et ikke-elektrisk tennsystem påvirkes ikke av statisk elektrisitet, induksjon, jordfeil og så videre, noe som gjør det spesielt fleksibelt og trygt å bruke.

Plastslangene i ikke-elektriske tennsystemer har gjerne en innvendig overflate av ionomer belagt med et pulverformig sprengstoff. På grunn av sin høye detonasjonshastighet og stabilitet ved høye temperaturer, er HMX spesielt velegnet for bruk i slike slanger.

Et sprengstoff basert på HMX ble 5. april 2019 brukt i en hulladning i den japanske romsonden Hayabusa2. Ladningen akselererte et prosjektil av kobber, brukt som innslagslegeme mot en asteroide for å drive ut materiale som deretter ble samlet opp og fraktet til Jorden (i løpet av 2020) for undersøkelser.

HMX ble oppdaget i 1941 som en del av de omfattende forskningsaktivitetene i USA og Canada tilknyttet utvikling av nye fremstillingsmetoder for RDX. For mer informasjon om bakgrunnen for dette arbeidet, se historisk del i artikkel om RDX (heksogen).

Oppdagelsen av HMX skjedde mer eller mindre samtidig i to ulike forskningsgrupper – den ene ledet av Werner Emmanuel Bachmann (1901–1951) ved University of Michigan i USA og den andre ledet av George F Wright (1904–1976) ved University of Toronto i Canada. Det var Bachmann som først klarla den kjemiske strukturen til stoffet, mens Wright var den som innførte bokstavkoden HMX.

Wright tok i bruk forkortelsen HMX, for high-melting explosive, på grunn av det høye smeltepunktet til stoffet (rundt 280 °C). I deler av litteraturen blir en rekke andre, og feilaktige, forklaringer av bokstavkoden tidvis fremmet. Både Wright og Bachmann definerte bokstavkoden entydig i flere av sine vitenskapelige publikasjoner som ble utgitt i etterkant av andre verdenskrig.

Utenom de allierte, ble HMX (gjen)oppdaget i 1943 i Tyskland av kjemikeren Hellmuth Fischer, som var forskningssjef ved en RDX-fabrikk ved Bobingen. Fischer brukte navnet Oktogen om stoffet, noe som har gjort at HMX ofte senere har vært kjent under navnet oktogen i Norge.

I løpet av andre verdenskrig hadde HMX kun ett anvendelsesområde, som del av en melblanding brukt som sprengstoff i sabotasjeaksjoner. Under krigen hadde amerikanerne utviklet en blanding av HMX og mel som fikk kallenavnet Aunt Jemima etter et kjent varemerke for melblandinger brukt til pannekaker.

HMX var i motsetning til RDX tilstrekkelig varmebestandig til at den eksplosive melblandingen kunne anvendes til å lage «normale» og tilsynelatende uskyldige bakervarer, men som i realiteten var høyeksplosive. Organisasjonen Office of Strategic Services (OSS), en forløper til CIA, forsynte kinesiske motstandsgrupper med melblandingen for bruk mot de japanske okkupantene.

For å produsere tilstrekkelige mengder av HMX for bruk i melblandingen, utviklet Bachmann og medarbeidere ved University of Michigan totrinns-prosedyren som er skissert over.

Under andre verdenskrig hadde den allmenne oppfatningen blant alle de stridende parter vært at de eksplosive egenskapene til HMX og RDX var mer eller mindre identiske. I realiteten er detonasjonstrykket til HMX om lag ti prosent større enn det til RDX.

I 1952 avdekket tester utført ved Picatinny Arsenal i USA, med blandinger av HMX og TNT i panservernvåpenet M20 Super Bazooka, at HMX hadde noe høyere ytelse enn tilsvarende blandinger av RDX og TNT. Dette gjorde at produksjon av oktol ble startet opp i USA i årene som fulgte.

Fordi HMX var mer kostbart enn RDX, ble bruken av HMX forbeholdt kostbare våpensystemer, slik som i stridshoder til presisjonsmissiler, altså systemer der stridshodet utgjør kun en liten del av totalkostnadene for våpensystemet.

Det ikke-elektriske tennsystemet for sivilt bruk, beskrevet over, ble funnet opp av svensken Per-Anders Persson (1930–2001) ved selskapet Nitro Nobel på slutten av 1960-tallet. Systemet ble markedsført av Nitro Nobel fra 1973 og ble etter hvert tatt i bruk over hele verden.

Raufoss Ammunisjonsfabrikker ble fra 1962 involvert i et NATO-koordinert produksjonsprogram for det bærbare panservernvåpenet M72, et våpen utviklet i USA i perioden 1958–1963. Stridshodet i dette rakettvåpenet inneholdt oktol type II (HMX/TNT i forholdet 70/30).

Som en del av arbeidet ble Norsk Sprængstofindustri (NSI) kontaktet av Raufoss i juni 1963 med forespørsel om muligheten for å etablere produksjon av HMX i Norge ved hjelp av teknologioverføring fra USA. Som et resultat av dette deltok norske representanter fra NSI i et amerikansk treningsprogram over noen uker i mai 1964, som opplæring for produksjon av oktol.

Etter oppholdet i USA startet planleggingen av en norsk fabrikk for produksjon av oktol i løpet av juni 1964. Arbeidet ble imidlertid forsinket fordi NSI var avhengig av å inngå en avtale med USA som tillot salg av oktol til Sverige, noe som var komplisert fordi Sverige ikke var medlem av NATO.

I løpet av våren og sommeren 1966 ble det endelig avgjort å bygge en ny fabrikk for HMX og oktol ved anlegget til NSI på Engene ved Sætre i Asker (tidligere Hurum) kommune. I september 1966 deltok norske representanter fra NSI på nok et studieopphold i USA for å klargjøre for den norske produksjonen.

Byggingen av den nye fabrikken på Engene tok til 1. mai 1966. Anlegget ble bygget etter mønster av det amerikanske produksjonsanlegget ved Holston i USA – se historisk del i artikkel om RDX (heksogen). Prøveproduksjon ble startet 17. juni 1968.

Den første sats med HMX i den nye nitraminfabrikken på Engene ble laget 29. juni 1968. Anlegget ble offisielt åpnet ved en seremoni 3. desember 1968 der blant andre industriminister Sverre Walter Rostoft var til stede. Forsøksproduksjonen hadde blitt fullført to dager tidligere. Den første regulære produksjonen av HMX ved anlegget fant sted 3.–17. desember 1968.

Som den første fullskalafabrikk for produksjon av HMX i Europa, og antagelig blant de aller første i verden utenfor USA, tok det flere år med hardt arbeid å etablere stabile produksjonsforhold samt opprette et tilstrekkelig marked for salg av HMX.

Produksjon av RDX ble tatt opp i samme fabrikk fra 21. november 1970. Etter betydelige økonomiske utfordringer på slutten av 1960-tallet og starten av 1970-tallet, ble driften gradvis lønnsom de neste årene. I 1984 ble produksjonskapasiteten til fabrikken betydelig utvidet.

Nitraminfabrikken på Engene var eid av Norsk Sprængstofindustri og etterfølgerne Dyno Industrier og Dyno Nobel inntil anlegget ble solgt til britiske Chemring Group 29. juni 2007. Fabrikken er i dag drevet av datterselskapet Chemring Nobel og er en av verdens ledende leverandører av HMX.

Fordi all produksjon av sivile sprengstoffer i Norge nå er nedlagt, er den norske produksjonen av HMX og RDX på Engene på mange måter blitt den siste gjenværende rest av industriarven etter Alfred Nobel og hans kollegaer, som i 1865 hadde startet norsk produksjon av nitroglyserin.