(mining.com) – Исследователи из Лос-Аламосской национальной лаборатории придумали способ создания «переключаемых» бризантных взрывчатых веществ, которые не взорвутся, если их не активировать, наполнив инертной жидкостью, например водой.
Цель их усилий - минимизировать последствия случайных взрывов.
В статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, исследователи объясняют, что для военных стратегов, персонала, работающего со взрывчатыми веществами, и людей, живущих вблизи от мест подрывов, в том числе при добыче полезных ископаемых и использовании боеприпасов, летучесть некоторых взрывчатых веществ представляет потенциальную опасность. Удар, тепло и трение — все это факторы чувствительности, которые могут привести к незапланированному взрыву.
В качестве примера упоминается случайная детонация аммиачной селитры в Бейруте, Ливан в 2020 году, когда погибло более 200 человек. Эквивалентный землетрясению взрыв сровнял с землей портовый район и ощущался по всей стране и региону. Несмотря на то, что это событие было необычайно масштабным, оно не было беспрецедентным; одна оценка показала, что с 1979 по 2013 год на военных заводах произошло 500 незапланированных взрывов.
Команда ученых из Лос-Аламоса использовала технологии аддитивного производства для изготовления взрывчатых веществ с решетчатой структурой, которая сама по себе не может поддерживать детонацию.
В экспериментах, которые показали первую количественную оценку эффективности, группа обнаружила, что энергия Герни незаполненного водой заряда — толчок, возникающий в результате расширения газообразных продуктов взрывчатого вещества, — была на 98% ниже, чем у эквивалентного заряда, но уже заполненного водой. Это означает, что фугасные заряды, не заполненные водой, можно безопасно транспортировать, обрабатывать и хранить без риска детонации.
Результаты экспериментов также привели учёных к уточнению детонационных характеристик путем изменения механических свойств жидкостей в заполненных зарядах. Команда обнаружила, что замена воды жидкостями с более высокой плотностью увеличила тягу на 8,5% и снизила скорость детонации на 13,4%. Результаты указывают на возможную пригодность технологии для различных промышленных целей.
«Данные предполагают возможность настройки, позволяющую оптимизировать подачу энергии для различных нужд», — сказал Кэмерон Браун (Cameron Brown), ученый из Лос-Аламоса и ведущий автор статьи. «Понимание энергии Герни и скорости детонации наполненных и ненаполненных зарядов представляет собой путь вперед для количественной оценки детонационных характеристик переключаемых взрывчатых веществ с различными структурными параметрами и их оптимизации для горнодобывающей промышленности, разведки нефти и газа, взрывных работ или применения в военных целях».
Дальнейшие эксперименты и данные помогут оценить производительность с различными структурами загрузки и заполняющими жидкостями.
Усовершенствованная технология предлагает путь для повышения промышленной безопасности и даже для создания безопасных предметов, таких как снаряды повышенной безопасности, которые во многих местах могут представлять опасность для гражданских лиц во время или после конфликтов.
Цель их усилий - минимизировать последствия случайных взрывов.
В статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, исследователи объясняют, что для военных стратегов, персонала, работающего со взрывчатыми веществами, и людей, живущих вблизи от мест подрывов, в том числе при добыче полезных ископаемых и использовании боеприпасов, летучесть некоторых взрывчатых веществ представляет потенциальную опасность. Удар, тепло и трение — все это факторы чувствительности, которые могут привести к незапланированному взрыву.
В качестве примера упоминается случайная детонация аммиачной селитры в Бейруте, Ливан в 2020 году, когда погибло более 200 человек. Эквивалентный землетрясению взрыв сровнял с землей портовый район и ощущался по всей стране и региону. Несмотря на то, что это событие было необычайно масштабным, оно не было беспрецедентным; одна оценка показала, что с 1979 по 2013 год на военных заводах произошло 500 незапланированных взрывов.
Команда ученых из Лос-Аламоса использовала технологии аддитивного производства для изготовления взрывчатых веществ с решетчатой структурой, которая сама по себе не может поддерживать детонацию.
В экспериментах, которые показали первую количественную оценку эффективности, группа обнаружила, что энергия Герни незаполненного водой заряда — толчок, возникающий в результате расширения газообразных продуктов взрывчатого вещества, — была на 98% ниже, чем у эквивалентного заряда, но уже заполненного водой. Это означает, что фугасные заряды, не заполненные водой, можно безопасно транспортировать, обрабатывать и хранить без риска детонации.
Результаты экспериментов также привели учёных к уточнению детонационных характеристик путем изменения механических свойств жидкостей в заполненных зарядах. Команда обнаружила, что замена воды жидкостями с более высокой плотностью увеличила тягу на 8,5% и снизила скорость детонации на 13,4%. Результаты указывают на возможную пригодность технологии для различных промышленных целей.
«Данные предполагают возможность настройки, позволяющую оптимизировать подачу энергии для различных нужд», — сказал Кэмерон Браун (Cameron Brown), ученый из Лос-Аламоса и ведущий автор статьи. «Понимание энергии Герни и скорости детонации наполненных и ненаполненных зарядов представляет собой путь вперед для количественной оценки детонационных характеристик переключаемых взрывчатых веществ с различными структурными параметрами и их оптимизации для горнодобывающей промышленности, разведки нефти и газа, взрывных работ или применения в военных целях».
Дальнейшие эксперименты и данные помогут оценить производительность с различными структурами загрузки и заполняющими жидкостями.
Усовершенствованная технология предлагает путь для повышения промышленной безопасности и даже для создания безопасных предметов, таких как снаряды повышенной безопасности, которые во многих местах могут представлять опасность для гражданских лиц во время или после конфликтов.
