Eksperimentiniai didelio intensyvumo lazerinių prietaisų siurblių aptikimo tyrimai labai pažengę į priekį!

Gerai žinoma, kad energijos turinčių medžiagų reakcijos kinetika yra pagrindinis veiksnys, lemiantis sprogimo savybes ir saugą, tačiau reakcijos proceso sudėtingumas ir eksperimentinių priemonių trūkumas išlieka pagrindiniu eksperimentinių tyrimų ir tikslaus modeliavimo iššūkiu. Norint tiksliai numatyti energijos turinčių medžiagų detonacijos ir saugos savybes, labai svarbu išsiaiškinti jų reakcijos mechanizmus ir kinetikos procesus.
Kita vertus, siurblio ir zondo eksperimentai su dideliais lazeriniais įrenginiais suteikia įvairių lanksčių apkrovų ir zondo derinių, kad būtų galima tirti didelių sprogmenų reakcijos kinetiką ir kinetinius procesus dideliu erdviniu ir laiko mastu.
Neseniai paskelbtoje „Energetic Materials Frontiers“ apžvalgoje grupė tyrėjų iš Kinijos apibūdino tyrimus, pažangius siurblio zondo eksperimentinius metodus ir didelių lazerinių prietaisų pažangą.
Tarp išvadų mokslininkų komanda pateikia preliminarius hipervaromų sprogimų, dinaminių skrajučių vaizdų, dinaminių sprogmenų rentgeno spindulių difrakcijos ir sužadintos būsenos dinamikos rezultatus. Be to, jie apibūdina metodus, kaip tirti vidinę deformaciją, fazių perėjimus ir ypač greitą dinamiką esant dinaminei apkrovai esant didelei erdvinei ir laiko skiriamajai gebai, kurie gali atskleisti sprogstamosios reakcijos dinamikos sudėtingumą.
„Šie eksperimentai yra didelis iššūkis, nes labai svarbu sukurti naujos kartos in situ diagnostiką iki milimetrų ilgio. Gen-bai Chu, pirmasis šio straipsnio autorius, sakė.
„Galutinis siurblio zondo eksperimentų, derinančių optinius ir rentgeno (ar kitų dalelių) zondus, tikslas yra pasiekti femtosekundžių cheminių reakcijų vaizdavimą medžiagų paviršiuose ir sąsajose arba palaidotuose suspaustuose mėginiuose, kurių erdvinė skiriamoji geba yra atominė.
Autoriai nustatė keturis pagrindinius žingsnius:
Pirma, mikrono dydžio sprogmenys valdo reguliuojamą slėgio diapazoną nuo žemo slėgio uždegimo iki lazeriu pakrautų hipervaromų sprogimų.
Antra, didelės skiriamosios gebos trumpalaikis rentgeno vaizdas leidžia tirti didelės energijos sprogmenų mikrostruktūrinę raidą esant dinaminei apkrovai, o tai svarbu optimizuojant sprogstamųjų folijų veikimą ir kuriant naujus, patikimus inicijavimo įtaisus.
Trečia, sprogmenų kristalinė struktūra, fazės frakcija, dalelių dydis ir cheminės reakcijos produktai, esant dinaminei apkrovai, yra svarbūs veiksniai, padedantys suprasti sprogmenų detonacijos mechanizmą.
Galiausiai, itin greita lazerinė spektroskopija leidžia tirti struktūrinius, geometrinius ir cheminius pokyčius veikiant elektroniniam ar vibraciniam sužadinimui.
Chu daro išvadą: „Žvelgiant į ateitį, siurblio zondo eksperimentai gali būti naudojami sudėtingoms reakcijoms, apimančioms chemines reakcijas ir smūginių bangų sujungimo efektus, tirti, siekiant gauti įžvalgų apie ryšio nutraukimą / formavimąsi, vietines energijos populiacijas ir jų perskirstymą, struktūrinius ir stechiometrinius pokyčius, fazių atskyrimą, ir dinamika esant dinaminei apkrovai. ''