Probar explosiones es una ciencia épica. Los estudios más detallados de cargas explosivas se han llevado a cabo en laboratorios nacionales utilizando un arma tan grande como una habitación para disparar una bala plana, la placa del volante, generalmente de 100 milímetros de diámetro, en un explosivocargue dentro de una cámara de paredes gruesas que contiene la explosión feroz. Las pruebas requieren enormes instalaciones.
Aunque engorroso, el impacto de la placa plana es la única forma de recrear con precisión las condiciones dentro de un explosivo detonante, y ahora los investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han recreado esto en miniatura sobre una mesa. En el proceso, elloshan hecho nuevas contribuciones importantes al campo de los materiales energéticos recreando con precisión las condiciones dentro de una bomba y logrando nuevos niveles de precisión al medirlas.
Sus resultados informan un tema conocido como el modelo de punto caliente de iniciación de explosivos al revelar la dinámica del crecimiento de puntos calientes. Eso es importante porque su objetivo a largo plazo con pruebas mejoradas es hacer explosivos más seguros, y eliminar puntos calientes es una formapara hacer eso. Su informe aparece esta semana en el diario letras de física aplicada , de AIP Publishing.
Dana D. Dlott, de la Universidad de Illinois en la Facultad de Ciencias Químicas de Urbana-Champaign y el Laboratorio de Investigación de Materiales Frederick Seitz, explica el trabajo del equipo de esta manera: "Porque podemos hacer esto muchas veces al día a pequeña escaladispositivo en una mesa de trabajo que tiene diagnósticos ópticos altamente sofisticados, vemos lo que sucede durante la millonésima de segundo que la carga está explotando, con una precisión sin precedentes ".
Enfatizó que su enfoque no reemplaza los métodos de prueba convencionales. Más bien, sus pruebas de instrumentos y de pequeña escala contribuyen a comprender cómo se comportan realmente las bombas.
"Nuestro aparato nos permite ver los mecanismos fundamentales de los eventos iniciales nunca antes vistos", dijo.
"Esta es una verificación importante del modelo de punto caliente de iniciación explosiva, y también, es importante porque medimos escalas de tiempo y tasas nunca antes vistas", agregó Will P. Bassett, un estudiante graduado y miembro del equipo de investigación. Muchose ha escrito sobre los puntos calientes, pero no se observan a menudo y la dinámica detallada del crecimiento de los puntos calientes no se ha explorado antes de este estudio.
Los puntos calientes son un tema candente en la investigación de bombas porque juegan un papel crucial en el ciclo de fase de las explosiones y en el control de las explosiones y sus efectos posteriores.
"Dependiendo de la duración del impacto, el crecimiento acelerado podría ser tan rápido como 300 nanosegundos y tan lento como 13 microsegundos", dijo Bassett.
Sus experimentos utilizan un láser pulsado para lanzar una pequeña bala plana de 0,5 milímetros de diámetro a velocidades de hasta 12 veces la velocidad del sonido. Esta placa volante impacta una carga explosiva de menos de una millonésima parte del tamaño; podría caber dentrola mano de un adulto, pero capaz de producir exactamente las mismas condiciones que en un explosivo detonante.
El trabajo actual se basa en la investigación previa del equipo sobre la compleja cinética química del comportamiento de las bombas. En él, el equipo observó que la forma en polvo de un explosivo de prueba estándar conocido como material HMX, un material de prueba prototípico común y el explosivo más poderoso enuso general: explota en dos fases. Primero, hay una explosión inmediata y rápida en el impacto. Segundo, se produce una explosión retardada 300 nanosegundos después: un nanosegundo es una milmillonésima de segundo. Este nuevo documento amplía el trabajo para revelarque inicialmente una pequeña parte del explosivo comenzó a reaccionar y esta reacción espacialmente limitada se extendió por todo el HMX.
Para los próximos pasos, el equipo continuará validando su instrumento y aplicando los resultados de las pruebas para mejorar los resultados de seguridad de la ciencia de explosiones.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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