Экспериментальные исследования по обнаружению накачки высокоинтенсивных лазерных устройств знаменуют ключевой прогресс!

Хорошо известно, что кинетика реакции энергосодержащих материалов является ключевым фактором, определяющим взрывные свойства и безопасность, но сложность процесса реакции и отсутствие экспериментальных средств остаются ключевой проблемой для экспериментальных исследований и точного моделирования. Для точного прогнозирования детонационных и безопасных свойств энергосодержащих материалов крайне важно выяснить механизмы их реакций и кинетические процессы.
С другой стороны, эксперименты с насосом-зондом на больших лазерных устройствах предоставляют множество гибких комбинаций нагрузки и зонда для изучения кинетики реакций и кинетических процессов бризантных взрывчатых веществ в большом пространственном и временном масштабе.
В недавнем обзоре, опубликованном в журнале Energetic Materials Frontiers, группа исследователей из Китая рассказала об исследованиях, передовых экспериментальных методах накачки и достижениях в области больших лазерных устройств.
Среди полученных результатов команда ученых представляет предварительные результаты по гипервзрывам, динамическим изображениям летательных аппаратов, динамической дифракции рентгеновских лучей взрывчатых веществ и динамике возбужденного состояния. Кроме того, они описывают методы исследования внутренней деформации, фазовых переходов и сверхбыстрой динамики при динамическом нагружении с высоким пространственным и временным разрешением, которые потенциально могут раскрыть сложность динамики взрывных реакций.
«Эти эксперименты представляют собой серьезную задачу, поскольку решающее значение имеет разработка нового поколения средств диагностики in situ с длиной до миллиметра». - сказал Ген-бай Чу, первый автор статьи.
«Конечная цель экспериментов с насосом-зондом, сочетающих оптические и рентгеновские (или другие элементарные) зонды, состоит в том, чтобы получить фемтосекундное изображение химических реакций на поверхностях и границах материалов или в сжатых образцах с пространственным разрешением атомного масштаба».
Авторы выделили четыре ключевых шага:
Во-первых, взрывчатка микронного размера приводит к регулируемому диапазону давления: от воспламенения при низком давлении до гиперактивных взрывов с лазерной загрузкой.
Во-вторых, переходная рентгеновская визуализация с высоким разрешением позволяет изучать микроструктурную эволюцию высокоэнергетических взрывчатых веществ при динамическом нагружении, что важно для оптимизации характеристик взрывных фольг и разработки новых надежных инициирующих устройств.
В-третьих, кристаллическая структура, фазовая доля, размер частиц и продукты химических реакций взрывчатых веществ при динамическом нагружении являются важными факторами для понимания механизма детонации взрывчатых веществ.
Наконец, сверхбыстрая лазерная спектроскопия позволяет изучать структурные, геометрические и химические изменения при электронном или колебательном возбуждении.
Чу заключает: «Заглядывая в будущее, эксперименты с насосом-зондом могут быть использованы для изучения сложных реакций, включающих химические реакции и эффекты взаимодействия ударных волн, чтобы получить представление о разрыве/образовании связей, локальных энергетических популяциях и их перераспределении, структурных и стехиометрических изменениях, разделении фаз, и динамика при динамической нагрузке. ''