Thuốc Nổ Đen: Công Nghệ Sản Xuất Thuốc Nổ Thủ Công Thời Cổ

Dưới đây là phân tích chi tiết về công nghệ sản xuất thuốc nổ thời xưa (trước thế kỷ 19), tập trung vào thuốc súng đen, loại thuốc nổ đầu tiên được biết đến:

1. Giới thiệu về thuốc nổ đen

Thành phần cơ bản:

• Muối diêm (Kali nitrat – KNO₃): 70–75%

• Than củi (Carbon): 15%

• Lưu huỳnh (Sulfur): 10%

Tỷ lệ thay đổi nhẹ tùy công thức và mục đích sử dụng, nhưng nguyên lý là giữ cân bằng giữa chất oxy hóa (KNO₃) và chất khử (C, S).

2. Nguồn gốc và lịch sử

• Phát minh: Khoảng thế kỷ 9 tại Trung Quốc, ban đầu dùng cho pháo hoa, sau đó ứng dụng trong vũ khí.

• Lan rộng: Tới Trung Đông và châu Âu từ thế kỷ 13.

• Được sử dụng trong đại bác, súng hỏa mai, pháo hoa và mìn thủ công.

3. Quy trình sản xuất truyền thống

Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu

Muối diêm (KNO₃)

• Ban đầu được chiết xuất từ phân động vật hoai mục, tro, hoặc đất thấm phân (gọi là “đất diêm”).

• Ngâm đất với nước → lọc lấy dung dịch → cô đặc để kết tinh KNO₃.

• Được gọi là “nitrate beds” ở châu Âu thời Trung cổ.

Than củi

• Dùng than của gỗ mềm: liễu, dâu, v.v. → tạo nhiều carbon dễ cháy.

• Đốt yếm khí trong hố đất, thùng sắt, hoặc hầm đất.

Lưu huỳnh

• Được khai thác từ các mỏ lưu huỳnh tự nhiên (núi lửa), hoặc chiết xuất từ đá lưu huỳnh bằng nung nóng và ngưng tụ hơi.

Bước 2: Nghiền – trộn – phối liệu

• Tất cả nguyên liệu được nghiền mịn riêng biệt.

• Sau đó trộn đều theo tỷ lệ, thường bằng cối đá, chày gỗ.

• Ở châu Âu thời Trung cổ, dùng “cối quay” (stamp mills) chạy bằng sức nước hoặc động vật để nghiền ướt hỗn hợp → tăng đều và an toàn.

Ghi chú: Trộn khô dễ gây cháy nổ do tĩnh điện hoặc va đập. Vì vậy, nhiều xưởng thời xưa nghiền ướt (dùng ít nước) để đảm bảo an toàn.

Bước 3: Tạo hạt (granulation)

• Hỗn hợp ẩm được ép thành tấm, sau đó nghiền hoặc sàng để tạo hạt nhỏ đều.

• Các hạt này được sấy khô bằng nắng hoặc lò đốt nhẹ, tạo ra thuốc súng dạng hạt.

Kích cỡ hạt quyết định tốc độ cháy: hạt nhỏ → cháy nhanh (dùng cho súng), hạt lớn → cháy chậm (dùng cho pháo).

Bước 4: Làm bóng (polishing)

• Các hạt thuốc được quay trong thùng gỗ để làm tròn, tăng độ đồng đều.

• Đôi khi phủ nhẹ bằng than mịn hoặc dầu để giảm hút ẩm và ổn định.

4. Đặc điểm và hạn chế của thuốc súng đen

Ưu điểm:

• Dễ sản xuất bằng nguyên liệu có sẵn.

• Ứng dụng rộng rãi trong pháo binh, pháo hoa, khai thác mỏ thời cổ.

Hạn chế:

• Tốc độ cháy thấp → tạo áp suất hạn chế → không hiệu quả với vũ khí hiện đại.

• Dễ hút ẩm → mất tác dụng.

• Khói nhiều → che tầm nhìn trong chiến đấu.

• Dễ cháy do tĩnh điện hoặc va đập mạnh.

5. Ứng dụng của thuốc nổ cổ truyền

Ứng dụng	Mô tả
Pháo hoa	Trung Quốc thời Tống đã biết bắn pháo hoa
Vũ khí	Đại bác, súng hỏa mai, mìn đất
Xây dựng & khai khoáng	Dùng để phá đá, mở đường

6. Phân biệt thuốc nổ với thuốc súng – và tính pháp lý khi sản xuất, mua bán, vận chuyển

6.1. Phân biệt: Thuốc nổ vs. Thuốc súng

Tiêu chí	Thuốc súng đen	Thuốc nổ hiện đại
Loại	Thuốc nổ thấp (low explosive)	Chủ yếu là thuốc nổ cao (high explosive)
Cơ chế phản ứng	Cháy nhanh tạo khí (deflagration)	Nổ phân hủy cực nhanh (detonation)
Thành phần chính	Kali nitrat, than củi, lưu huỳnh	Nitroglycerin, TNT, RDX, PETN, ANFO…
Ứng dụng phổ biến	Súng cổ, pháo hoa, mô hình lịch sử	Công nghiệp quốc phòng, khai mỏ, phá dỡ công trình
Độ nhạy	Nhạy với tia lửa, tĩnh điện	Tùy loại, có loại cực nhạy, có loại cần kíp kích hoạt
Khói và mùi	Tạo nhiều khói trắng đục, có mùi lưu huỳnh	Có loại khói ít hoặc không khói (smokeless)

Như vậy, thuốc súng là một loại thuốc nổ – nhưng không phải tất cả thuốc nổ đều là thuốc súng.

6.2. Tính pháp lý

Việc sản xuất, mua bán, vận chuyển hoặc tàng trữ thuốc súng và thuốc nổ đều bị kiểm soát chặt chẽ theo luật pháp ở hầu hết các quốc gia, do tính nguy hiểm cao và rủi ro an ninh.

Tại Việt Nam (theo pháp luật hiện hành):

• Thuốc nổ, thuốc súng, pháo nổ đều thuộc danh mục vật liệu nổ công nghiệp hoặc vũ khí – vật liệu nổ – công cụ hỗ trợ.

• Việc sản xuất, tàng trữ, mua bán, vận chuyển trái phép có thể bị xử lý:

  • Hành chính (phạt tiền, tịch thu)

  • Hình sự (tù giam, truy cứu trách nhiệm hình sự)

Một số quy định tiêu biểu:

• Luật Quản lý, sử dụng vũ khí, vật liệu nổ và công cụ hỗ trợ (Luật số 14/2017/QH14)

• Nghị định 137/2020/NĐ-CP về quản lý, sử dụng pháo

• Bộ luật Hình sự 2015 (sửa đổi 2017) – điều 305, 306: quy định rõ tội danh liên quan đến vật liệu nổ

Cảnh báo:

Dù chỉ nghiên cứu hoặc thử làm thuốc súng đen theo phương pháp lịch sử, hành vi tự ý điều chế – sở hữu – vận chuyển vẫn có thể vi phạm pháp luật nếu không có giấy phép từ cơ quan chức năng có thẩm quyền.

• Thuốc súng là một dạng thuốc nổ thấp, không có tính phá mạnh nhưng vẫn rất nguy hiểm.

• Pháp luật nghiêm cấm các hành vi chế tạo, vận chuyển, mua bán trái phép thuốc súng và các chất nổ khác.

• Việc nghiên cứu nên chỉ giới hạn trong phạm vi lý thuyết hoặc mô phỏng học thuật, tuyệt đối không thực hiện ngoài thực tế nếu không có cấp phép.

7. Di sản kỹ thuật

Ngày nay, thuốc súng đen vẫn còn được dùng trong:

• Pháo hoa dân gian

• Súng cổ (re-enactment, săn bắn cổ điển)

• Một số ứng dụng khai khoáng đặc biệt

Việc sản xuất thuốc súng dù theo cách xưa vẫn bị kiểm soát nghiêm ngặt tại hầu hết các quốc gia. Tuyệt đối không nên thử tự làm vì nguy cơ cháy nổ cao.

Nếu bạn muốn mình trình bày lại bài viết này theo phong cách kể chuyện lịch sử, hoặc minh họa theo thời kỳ (Trung Quốc cổ, châu Âu Trung cổ, Nhật Bản thời Edo…), mình có thể hỗ trợ. Bạn muốn mở rộng theo hướng nào?

Ý kiến chia sẻ, đóng góp xin vui lòng gữi về địa chỉ sau:

• Điện thoại / Zalo/ Telegram: 0971.544.459 Mr.Hải (Kỹ sư Kỹ thuật Cơ Điện)
• Email: hai@bff-tech.com / leeredsea@gmail.com
• Web: measure-bff.com
• Công ty TNHH Giải Pháp Đo Lường BFF
• Địa chỉ: 118 đường 14C, Lovera Park, Đường Trịnh Quang Nghị, Xã Phong Phú, Bình Chánh, TP. HCM.