Експериментальні дослідження виявлення насосів високоінтенсивних лазерних пристроїв відкривають ключовий прогрес!

Добре відомо, що кінетика реакції енерговмісних матеріалів є ключовим фактором у визначенні вибухових властивостей і безпеки, але складність процесу реакції та відсутність експериментальних засобів залишаються ключовим викликом для експериментальних досліджень і точного моделювання. Для точного прогнозування детонаційних і безпечних властивостей енерговмісних матеріалів вкрай важливо з’ясувати механізми їх реакції та кінетичні процеси.
Експерименти з насосом і зондом на великих лазерних пристроях, з іншого боку, забезпечують різноманітність гнучких комбінацій навантажень і зондів для вивчення кінетики реакції та кінетичних процесів вибухових речовин у великому просторовому та часовому масштабі.
У нещодавньому огляді, опублікованому в журналі Energetic Materials Frontiers, група дослідників з Китаю описала дослідження, передові експериментальні методи насосно-зондового дослідження та досягнення у великих лазерних пристроях.
Серед знахідок команда вчених представляє попередні результати щодо вибухів із гіперприводом, динамічного зображення флаєра, динамічної рентгенівської дифракції вибухових речовин і динаміки збудженого стану. Крім того, вони окреслюють методи дослідження внутрішньої деформації, фазових переходів і надшвидкої динаміки при динамічному навантаженні з високою просторовою та часовою роздільною здатністю, які можуть виявити складність динаміки вибухової реакції.
«Ці експерименти становлять серйозну проблему, оскільки розробка нового покоління діагностики на місці аж до міліметрової довжини має вирішальне значення». Ген-бай Чу, перший автор статті, сказав.
«Кінцевою метою експериментів із зондом насоса, що поєднують оптичні та рентгенівські (або інші частинкові) зонди, є досягнення фемтосекундного зображення хімічних реакцій на поверхнях матеріалів та інтерфейсів або в стиснутих зразках з просторовою роздільною здатністю атомного масштабу».
Автори визначили чотири ключові кроки:
По-перше, вибухові речовини мікронного розміру створюють регульований діапазон тиску від запалювання під низьким тиском до вибухів із гіперприводом лазера.
По-друге, перехідне рентгенівське зображення з високою роздільною здатністю дозволяє вивчати мікроструктурну еволюцію високоенергетичних вибухових речовин під динамічним навантаженням, що важливо для оптимізації характеристик вибухових фольг і для розробки нових, надійних ініціюючих пристроїв.
По-третє, кристалічна структура, фазова частка, розмір частинок і продукти хімічної реакції вибухових речовин під динамічним навантаженням є важливими факторами для розуміння механізму детонації вибухових речовин.
Нарешті, надшвидка лазерна спектроскопія дозволяє досліджувати структурні, геометричні та хімічні зміни під впливом електронного або вібраційного збудження.
Чу робить висновок: «Заглядаючи вперед, експерименти з насосом і зондом можна використовувати для вивчення складних реакцій, що включають хімічні реакції та ефекти зв’язку ударної хвилі, щоб отримати уявлення про розрив/утворення зв’язків, місцеві енергетичні популяції та їх перерозподіл, структурні та стехіометричні зміни, поділ фаз, і динаміка при динамічному навантаженні. ''