Несмотря на громоздкость, удар плоской пластины — единственный способ точно воссоздать условия внутри детонирующего взрывчатого вещества — и теперь исследователи из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн воссоздали это в миниатюре на столе. При этом они внесли важный новый вклад в область энергетических материалов, точно воссоздав условия внутри бомбы и достигнув новых уровней точности их измерения.Их результаты информируют о теме, известной как модель горячих точек взрывного инициирования, путем выявления динамики роста горячих точек. Это важно, потому что их долгосрочная цель с улучшенным тестированием — сделать более безопасные взрывчатые вещества — и устранение горячих точек — один из способов сделать это.
Их отчет появится на этой неделе в журнале Applied Physics Letters от AIP Publishing.Дана Д. Длотт из Университета Иллинойса в Школе химических наук Урбана-Шампейн и Лаборатории исследования материалов Фредерика Зейтца так объясняет работу команды: «Потому что мы можем делать это так много раз в день с помощью небольшого устройства на на стенде, оснащенном сложной оптической диагностикой, мы с беспрецедентной точностью видим, что происходит в течение миллионной секунды взрыва заряда ».Он подчеркнул, что их подход не заменяет традиционные методы испытаний. Скорее их инструментальные и мелкомасштабные испытания способствуют пониманию того, как на самом деле ведут себя бомбы.
«Наш аппарат позволяет нам взглянуть на фундаментальные механизмы начальных событий, которые раньше никогда не наблюдались», — сказал он.«Это важная проверка модели горячих точек инициирования взрывных устройств, а также, это важно, потому что мы измерили масштабы времени и скорости, невиданные ранее», — добавил Уилл П. Бассетт, аспирант и член исследовательской группы. О горячих точках написано много, но они не часто наблюдаются, и детальная динамика роста горячих точек не изучалась до настоящего исследования.
Горячие точки — горячая тема в исследованиях бомб, потому что они играют решающую роль в фазовом цикле взрывов, а также в управлении взрывами и их последствиями.«В зависимости от продолжительности воздействия, всплески роста могут быть от 300 наносекунд до 13 микросекунд», — сказал Бассетт.В их экспериментах используется импульсный лазер, который запускает крошечную плоскую пулю диаметром 0,5 мм со скоростью, в 12 раз превышающей скорость звука. Эта летучая пластина поражает взрывчатый заряд размером менее одной миллионной — он может поместиться в руке взрослого — но при этом способен создавать точно такие же условия, как и при взрыве взрывчатого вещества.
Текущая работа основана на предыдущем исследовании сложной химической кинетики поведения бомбы. В нем команда заметила, что порошкообразная форма стандартного тестового взрывчатого вещества, известного как материал HMX — общий прототип тестового материала и наиболее мощное взрывчатое вещество в общем использовании — взрывается в две фазы. Во-первых, при ударе происходит мгновенный взрыв. Во-вторых, через 300 наносекунд происходит замедленный взрыв — одна наносекунда составляет одну миллиардную долю секунды.
Эта новая статья расширяет работу, чтобы показать, что первоначально небольшая часть взрывчатого вещества начала реагировать, и эта пространственно ограниченная реакция распространилась по всему октогену.Что касается следующих шагов, команда продолжит валидацию своего прибора и применяет результаты испытаний для улучшения результатов безопасности науки о взрывах.