Исследование спектрально-кинетических характеристик радиолюминесценции и взрывного свечения тетранитропентаэритрита при инициировании импульсным пучком электронов

• Автор: Гречин, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ИМПУЛЬСНОЕ ИНИЦИИРОВАНИЕ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ ВВ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Взрывное разложение азидов тяжелых металлов при импульсном электронном и лазерном инициировании

1.1.1. Взрывное свечение и взрывная проводимость

1.1.2. Пространственнодинамические характеристики взрывного разложения .

1.1.3. Модель взрывного разложения

1.2. Импульсное инициирование бризантных взрывчатых веществ БВВ

1.2.1. Ударноволновое инициирование

1.2.2. Лазерное инициирование.

1.2.3. Инициирование электронным пучком.

1.2.4. Предвзрывные явления в бризантных ВВ.

1.3. Люминесценция бризантных ВВ
ГЛАВА II. АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Объекты исследования.
2.2. Аппаратурный комплекс для регистрации спектральнокинетических характеристик радиолюминесценции кристаллов ТЭНа.
2.3. Аппаратурный комплекс для исследования спектральнокинетических характеристик взрывного свечения образцов
2.3.1. Функциональная схема установки
2.3.2. Калибровка по длинам волн.
2.3.3. Калибровка спектральной чувствительности регистрирующего тракта.
2.3.4. Методика обработки спектров люминесценции
2.3.5. Методика обработки кинетики свечения образцов
2.3.6. Методика фиксирования начала процесса инициирования с помощью реперного импульса.
2.3.7. Экспериментальная ячейка для спектральнокинетических измерений
2.4. Измерение параметров импульса возбуждения и акустического отклика образца
2.4.1. Измерение длительности импульса пучка и интегрального заряда пучка электронов
2.4.2. Измерение импульса давления, расчет эффективной энергии электронов.
2.4.3. Оценка плотности поглощенной энергии в объеме образца, температуры и давления, создаваемого ударной волной
ГЛАВА III. РАДИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ КРИСТАЛЛОВ ТЕТРАНИТРОПЕНТАЭРИТРИТА ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ ИМПУЛЬСНЫМИ ПУЧКАМИ ЭЛЕКТРОНОВ.
3.1. Спектры радиолюминесценции поликристаллов тетранитропентаэритрита
3.2. Спектры радиолюминесценции монокристаллов тетранитропентаэритрита
3.3. Спектры фотолюминесценции монокристаллов тетранитропентаэритрита
3.4. Анализ экспериментальных результатов.
3.5. Основные результаты главы
ГЛАВА VI. ДИНАМИКА АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН И СПЕКТРАЛЬНОКИНЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЗРЫВНОГО СВЕЧЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ ТЭНА.
4.1. Определение порога взрывного разложения монокристаллов ТЭНа и оценка объемной плотности поглощенной энергии пучка электронов в образце.
4.2. Динамика акустических волн во взрывном режиме, определение предвзрывного временного интервала акустическим методом.
4.3. Спектральнокинетические характеристики взрывного свечения кристаллов теранитропентаэритрита
4.3.1. Спектры и кинетика взрывного свечения ТЭНа в интервале длин волн нм
4.3.2. Спектры и кинетика взрывного свечения в интервале длин волн 0 нм.
4.4. Анализ экспериментальных результатов
4.4.1. Оценка нагрева образцов и ударноволнового давления
4.4.2 Акустические эксперименты
4.4.3. Оптические эксперименты.
4.5. Основные результаты и выводы главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Вначале главы дана краткая характеристика исследуемых образцов, которые были синтезированы в Кемеровском филиале Института химии твердого тела и механохимии СО РАИ. Далее приведены схемы аппаратурных комплексов для регистрации спектральнокинетических характеристик радиолюминесценции и взрывного свечения образцов с использованием ускорителей электронов пико и наносекундной длительности. Приведены методики калибровок регистрирующего тракта по длинам волн, спектральной чувствительности, методика обработки спектров свечения, методика фиксирования начала процесса инициирования. Описана экспериментальная ячейка для спектральнокинетических измерений, ячейки и методики измерения параметров пучка электронов, измерения динамики акустических волн в кристаллах при возбуждении электронным пучком. Описана процедура оценки плотности поглощенной энергии, температуры и давления в облученном объеме образца. В третьей главе описаны эксперименты по исследованию спектров радиолюминесценции поликристаллов и монокристаллов ТЭНа при плотностях возбуждения 5 I О3 Джсм , когда вклад радиационнохимического разложения минимален. Джсм . Приведены спектры фотолюминесценции и спектры возбуждения фотолюминесценции монокристаллов ТЭНа. В конце главы дан анализ экспериментальных результатов. В четвертой главе описаны эксперименты по исследованию взрывного разложения кристаллов ТЭНа. Вначале главы приведены данные но определению порога взрывного разложения монокристаллов ТЭНа и проведена оценка объемной плотности поглощенной энергии пучка электронов в образце. Далее представлены результаты по исследованию динамики акустических волн во взрывном режиме и спектральнокинетических характеристик взрывного свечения кристаллов ТЭНа. В конце главы дан анализ экспериментальных результатов. В заключении сформулированы основные результаты и выводы по данной работе. Глава I. История исследований по физике взрыва насчитывает уже более века. За это время сложились традиционные методические и методологические подходы , в основе которых лежит временная последовательность актуальных событий при взрыве инициирование обычно импульсное, т. Явления на стадии собственно взрыва являются предметом изучения хорошо разработанной области исследований физики детонационных и ударных волн ,. Явления, происходящие на стадии инициирования изучены в экспериментальном плане, в основном, только с точки зрения влияния параметров инициирующего импульса на вероятность взрыва и длительность индукционного периода . Хуже всего обстоит дело с индукционным периодом. Уровень экспериментальной информации о процессах, происходящих в образце в течение индукционного периода, характеризует часто используемое определение индукционного периода как промежуток времени после инициирующего импульса, в течение которого в образце не происходит видимых изменений. Совершенно очевидно, однако, что понимание физики процессов, происходящих на начальных стадиях зарождения и развития реакции взрывного разложения, т. Ясно, что поскольку актуальные процессы происходят в еще неразрушенном образце, то адекватное описание их на микроуровне в случае твердых энергетических материалов может быть дано только в рамках представлений современной физики твердого тела. Экспериментальное же исследование этих процессов, происходящих в образце во время инициирующего импульса и в течение индукционного периода, требует проведение исследований в реальном 9 5 с масштабе времени. Начало теоретических исследований в этом направлении относится к гг прошлого века и связано с расчетами зонной структуры энергетических материалов и влияния на эту структуру деформации и точечных дефектов , . Примерно в это же время было начато экспериментальное исследование предвзрывных процессов, основанное на использовании хорошо зарекомендовавших себя в радиационной физике методов импульсного радиолиза и фотолиза 8,. При импульсном инициировании во взрывном свечении АТМ, т. Эта закономерность иллюстрируется данными для азида серебра, приведенными на рис. На первой стадии наблюдается свечение со сплошным спектром первые два пика на кинетических кривых рис. Амплитуда первого пика на рис.