Инициирование взрывного разложения тетранитропентаэритрита и смесевых составов на его основе при электронно-пучковом и лазерном воздействии тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

И04617372

Пузынин Андрей Владимирович

ИНИЦИИРОВАНИЕ ВЗРЫВНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ ТЕТРАНИТРОПЕНТАЭРИТРИТА И СМЕСЕВЫХ СОСТАВОВ НА ЕГО ОСНОВЕ ПРИ ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОМ И ЛАЗЕРНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

(Специальность 02.00.04 - физическая химия)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

1 г ЛЕК ЗД

Кемерово 2010

004617372

Работа выполнена в Кемеровском филиале Института химии твердого тела и механохимии СО РАН и Институте углехимии и химического материаловедения СО РАН.

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор физико-математических наук, профессор

Адуев Борис Петрович

доктор физико-математических наук, профессор

Яковлев Виктор Юрьевич

доктор физико-математических наук, профессор

Ханефт Александр Вилливич

ОСП НИИ прикладной механики и математики Томского государственного университета

Защита состоится « 24 » декабря 2010 г. в «10®» часов на заседании Совета по защите диссертации Д 212.008.03 в Кемеровском государственном университете (650043, г. Кемерово, ул. Красная, 6).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кемеровского государственного университета.

Автореферат разослан « /# » ноября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.088.03 доктор физико-математических наук, профессор

Кречетов А.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований.

Тетранитропентаэритрит (тэн) - одно из наиболее чувствительных твердотельных бризантных взрывчатых веществ, относящихся к классу нит-роэфиров. В настоящее время имеет довольно широкое применение в ряде технических приложений.

В последнее время возрос интерес к бесконтактным методам инициирования ВВ в применениях в аэрокосмической промышленности, а также военной и специальной технике. В этом плане представляют интерес взаимно дополняющие друг друга исследования инициирования ВВ с помощью импульсных электронных и особенно лазерных пучков.

Актуальна проблема разработки материалов для детонаторов инициируемых лазерными импульсами, которые бы имели ряд преимуществ перед применяемыми в настоящее время электродетонаторами - это отсутствие ложных срабатываний от электростатического электричества, электрических и электромагнитных помех, отсутствием в конструкции детонатора инициирующих взрывчатых веществ. Поскольку именно детонатор является наиболее опасным фактором при работе с ВВ, то разработка светочувствительных материалов на основе бризантных ВВ при сохранении чувствительности к удару позволит в значительной мере решить проблему безопасности взрывных работ.

Для решения этих задач необходимы исследования начальных стадий взрывного разложения как гомогенных ВВ, так и смесевых составов с поглощающими включениями с помощью хорошо зарекомендовавшей себя в последние годы техники импульсного радиолиза и фотолиза.

В настоящее время в ряде лабораторий страны разработаны методы получения металлов и их соединений нанометрических размеров. Представляет интерес исследовать влияние таких добавок к ВВ при бесконтактных методах инициирования.

В связи с выше изложенным, необходимо систематическое экспериментальное исследование процессов инициирования бризантных ВВ и смесевых составов на их основе с использованием наночастиц различных сортов для расшифровки физико-химических процессов, протекающих на начальной стадии взрывного разложения. Этим и определяется актуальность данной диссертационной работы.

Цели и задачи работы.

Общей задачей работы является исследование начальных стадий взрывного разложения кристаллов тэна и смесевых составов на основе тэна с наночастицами N¡0 и А1 при инициировании электронными и лазерными пучками с целью изучения физико-химических процессов, приводящих к развитию самоподдерживающейся химической реакции взрывного разложения. Решение этой общей задачи потребовало решения следующих конкретных задач:

1. при электронно-пучковом воздействии:

- исследовать спектры нестационарного оптического поглощения, динамику развития процесса взрывного разложения в необлученной части кристалла тэна люминесцентным методом и динамику изменения давления при взрывном разложении кристаллов тэна;

2. при воздействии лазерными импульсами:

- исследовать пороги взрывного разложения, динамику изменения давления при взрывном разложении и температурные зависимости порога взрывного разложения смесевых составов тэна с наночастицами N¡0 и А1.

Научная новизна.

-впервые проведена идентификация первичных продуктов радиолиза при воздействии импульсным пучком электронов с плотностью энергии, превышающей порог взрывного разложения,

- впервые экспериментально доказана доминирующая роль ударно-волновых процессов при электронно-пучковом инициировании детонации в монокристаллах тэна,

- впервые проведено комплексное исследование взрывного разложения смесевых составов тэна с наночастицами N¡0 и А1 при лазерном воздействии.

- экспериментально показано, что доминирующим процессом, обуславливающим порог взрывного разложения смесевых составов тэна с оптимальной концентрацией наночастиц при лазерном инициировании является образование «горячих точек» в окрестности наночастиц.

Практическая значимость.

1. Полученные в исследовании сведения о первичных продуктах радиолиза при электронно-пучковом воздействии носят справочный характер и могут быть использованы в статьях, обзорах и монографиях по данной тематике.

2. Результаты по лазерному инициированию тэна с добавками наночастиц №С и А1 показывают возможность регулирования чувствительности бризантных ВВ при данном виде воздействия и могут быть использованы при разработке новых материалов для светодетонаторов.

Защищаемые положения.

1. При воздействии на кристаллы тэна импульсным электронным пучком с плотностью энергии, превышающей порог взрывного разложения

= 15 Дж/см2), первичными продуктами радиолиза являются И02 и Ы03 -радикалы.

2. При облучении монокристаллов тэна толщиной 1-1,5 мм электронным пучком с плотностью энергии 15 Дж/см2 в облученном слое (0,2 мм) формируется ударная волна и распространяется в необлученную часть кристалла со скоростью 4000 м/с. При отражении ударной волны от акустически жесткой преграды на тыльной стороне кристалла происходит ее усиление и возникновение нормальной детонационной волны, распространяющейся со скоростью 8000-8500 м/с в сторону облученной поверхности.

3. При лазерном инициировании тэна с добавками 0,2 + 0,3 массовых процента наночастиц NiC и 0,1 массовых процента А1 для образцов с плотностью р = 1,73 ± 0,03 г/см3 достигается минимальная критическая энергия, соответствующая 50% вероятности взрыва, Wo.s = 5 Дж/см2 для NiC и W0,5= 1,4 Дж/см2 для AI и максимальное давление продуктов взрыва.

4. Совокупность экспериментальных данных свидетельствует о том, что доминирующим процессом, обуславливающим порог взрывного разложения при лазерном инициировании является образование горячих точек -очагов химического разложения — в окрестности наночастиц.

Достоверность полученных результатов обеспечивалась калибровкой аппаратуры на тест-объектах, статистикой эксперимента, согласием с имеющимися литературными теоретическими и экспериментальными данными.

Личный вклад автора состоит в выполнении экспериментов по электронно-пучковому инициированию совместно с С.С. Гречиным, по лазерному инициированию совместно с Д.Р. Нурмухаметовым, в обработке экспериментальных результатов. В работах, опубликованных с соавторами, автору принадлежат результаты, сформулированные в защищаемых положениях.

Апробация работы Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на Международных и российских конференциях: Международной научной конференции «Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах» (Томск, 2008); XIV симпозиум по горению и взрыву (Черноголовка-Москва, 2008); Международном форуме по нанотехно-логиям «Rusnanotech'08>> (Москва, 2008); Международной школы-семинара для магистрантов, аспирантов и молодых ученых «Новые технологии, материалы, инновации в производстве» (Томск, 2009); Международной научно-технической конференции «Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы: получение, свойства, применение» (Красноярск, 2009); XV Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых, (Кемерово-Томск, 2009); VII Всероссийской конференции молодых ученых «Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии» (Новосибирск,

2009); X Международной конференции «Забабахинские научные чтения» (Снежинск, 2010); XI Международной школы-семинара «Эволюция дефективных структур в конденсированных средах» (Барнаул, 2010); XI Международной конференции «Физика твердого тела (ФТТ-XI)» (Усть-Каменогорск,

2010);

Публикации По теме диссертации опубликованы 25 работ, из них 5 публикаций в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссерта-

ции составляет 155 страниц, в том числе 4 таблицы и 80 рисунков. Список литературы включает 145 наименований.

Работа поддерживалась грантом РФФИ, проект № 07-02-96009, «Спектрально-кинетические характеристики взрывного свечения композитных материалов на основе тетранитропентаэритрита и ультра-нанодисперсных час-. тиц углеродных материалов и металлов» (2007-2009).

Основное содержание работы.

Первая глава представляет собой литературный обзор.

Приводятся литературные данные по взрывному разложению инициирующих взрывчатых веществ (ВВ) при электронно-пучковом и лазерном воздействии. Рассмотрены работы по электронно-пучковому инициированию бризантных ВВ, по лазерному инициированию гомогенных бризантных ВВ, а также бризантных ВВ содержащих добавки, поглощающие лазерное излучение.

Вторая глава посвящена методике и технике эксперимента. Дана характеристика исследуемых образцов. Использовались монокристаллы тэна с характерными поперечными размерами 3x2 мм и толщиной 1,1 - 1,8 мм и поликристаллы плотностью 1,73 ±0,03 г/см3, изготовленные методом прессования из порошка с характерным размером зерна 1-2 мкм под давлением 1,8 ГПа, которые представляли собой таблетки 0 3x1 мм. Также использовались поликристаллы с добавками наночастиц NiC и А1. Приведена схема аппаратурного комплекса на базе стрик - камеры «Взгляд - 2А» и полихроматора «Спектр - 1»для измерения спектров нестационарного оптического поглощения взрывающихся образцов с временным разрешением 10 не при воздействии электронным пучком (0,25 МэВ, 20 не, до 40 Дж/см2). Приведены методики калибровок регистрирующего тракта по длинам волн и обработки кинетики и спектров нестационарного оптического поглощения образцов.

Приведена схема аппаратурного комплекса для измерения пространственно — динамических характеристик свечения образцов на базе стрик - камеры «Взгляд - 2А» при воздействии импульсным электронным пучком.

Приведены схемы установок для измерения характеристик импульсного давления при взрыве образцов под воздействием электронных и лазерных импульсов с помощью пьезопреобразователя на базе керамики ЦТС-19. Описана процедура измерения порога взрывного разложения образцов при импульсном лазерном воздействии. Приведены схемы экспериментальных ячеек для всех групп экспериментов.

Третья глава посвящена исследованию процесса инициирования взрывного разложения тэна при воздействии импульсных электронных пучков.

В первой серии экспериментов проводилось исследование спектров нестационарного оптического поглощения монокристаллов тэна. Регистрация оптического поглощения осуществлялась при воздействии на единичный образец в спектральном интервале 360-700 нм. Плотность энергии, воздейст-

вующей на образец, варьировалась таким образом, чтобы получить спектры поглощения как в предпороговом режиме, так и при превышении порога взрывного разложения.

На (рис. 1). представлены кинетики увеличения оптической плотности на фиксированной длине волны при воздействии на кристалл с плотностью энергии ниже (кривая а) и выше порога взрывного разложения (кривая б). В первом случае оптическое поглощение возникает в момент воздействия ионизирующего импульса и практически не изменяется в последующие моменты времени. Во втором случае также наблюдается оптическое поглощение в момент воздействия импульса, после чего следует резкое возрастание оптической плотности, величина которой выходит за пределы диапазона измерительного тракта за время 70-80 не.

Спектр оптического поглощения для первого случая представлен на (рис. 2а). Наблюдается диффузная полоса поглощения с колебательной структурой с максимумом в области спектра 400-450 нм. Согласно литературным данным [1], эту полосу можно отнести к N02 - радикалам, что согласуется с импульсными люминесцентными измерениями [2]. При стационарном облучении NO2 - радикалы обнаруживаются также в ЭПР спектрах тэна [3].

Спектр оптического поглощения в момент воздействия ионизирующего импульса с плотностью энергии, превышающей порог взрывного разложения, пред- ставлен на (рис. 26). В этом случае наряду с коротковолновым поглощением наблюдается диффузная полоса поглощения в Рнс.1. Кинетика роста оптического поглощения в ДЛИННОВОЛНОВОЙ ЧЭСТИ спектра С тэне после воздействия импульсом электронов (X = _ „ , 450 им), а - Е = 5 Дж/см2; б - Е = 15 Дж/см2. колебательной структурой. Анализ литературных данных позволяет связать наблюдаемую полосу с поглощением света N03 - радикалом [4]. Таким образом, при воздействии на кристаллы тэна с плотностью энергии пучка электронов выше порога взрывного разложения образуются N03 - радикалы, которые не наблюдаются при облучении стационарной и импульсной радиацией низкой интенсивности. Следовательно, из этих экспериментов можно сделать вывод, что взрывное разложение кристаллов тэна возникает в том случае, если достигается пороговая плотность энергии, при которой одним из продуктов радиолиза в облученном слое кристалла появляются N03 -радикалы.

.\vV\x

э

* • . • * * • и

^ ' ^ У и

«О 430 500 550

Рис.2. Спектр нестационарного оптического поглощения в момент воздействия импульсом электронов, а - Е = 5 Дж/смг; б - Е = 15 Дж/см2 (стрелками указана колебательная структура, соответствующая поглощению света ТОз-радикалами [4]).

Во второй серии экспериментов с помощью стрик-камеры измерялась скорость распространения реакции взрывного разложения по толщине монокристалла тэна с использованием регистрации свечения, возникающего после воздействия пучка электронов.

Воздействие на образцы с открытой тыльной поверхностью вызывает лишь частичный взрыв образца даже с максимальной плотностью энергии 40 Дж/см2.

Во время воздействия пучка электронов наблюдается радиошоминесцен-ция в облученном слое кристалла (0,2 мм) и свечение со стороны облучаемой поверхности, распространяющейся в вакуум со скоростью от 5000 до 6000 м/с для различных образцов.

Иная ситуация наблюдается в случае, если тыльная поверхность находится в контакте со сплошной медной пластиной (рис. 3.). В этом случае во время воздействия пучка электронов также наблюдается радиолюминесценция в облученном слое кристалла и свечение со стороны облучаемой поверхности, распространяющееся в вакуум со скоростью от 5000 до 6500 м/с для различных образцов.

О 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

Рис.3. Статическое изображение и временная развертка свечения образца, регистрируемые стрик-камерой.

я) статическое изображение образца на выходном экране стрик-камеры без оптической щели, возникающее при подсветке источником света.

I - образец; 2 - медная подложка; ДЬ - участок кристалла, выделяемый оптической щелью, б) временная развертка свечения участка кристалла тэна, выделенного оптической щелью, после воздействия импульсом электронов (воздействие пучком электронов осуществляется сверху). 1 - распространение свечения в вакуум (V = 6500 м/с); 2 - распространение свечения в результате детонации (V = 8000 м/с).

На более позднем этапе свечение распространяется от тыльной поверхности кристалла со скоростью 8000-8500 м/с для различных образцов с дальнейшим распространением в вакуум. Примечательно, что для наблюдения такой картины не требуется максимальная плотность энергии пучка электронов. Пороговая энергия имеет величину 15 Дж/см2.

Для выяснения природы свечения, распространяющегося в вакуум во время воздействия пучка электронов, был проведен аналогичный эксперимент на кристалле Сб1-Т1. Оказалось, что и в этом случае наблюдается свечение распространяющееся в вакуум со скоростью 5000 м/с. Отсюда следует, что наблюдаемое явление не связано со спецификой взрывчатых веществ, а имеет более общий характер.

По-видимому, наблюдаемое явление связано с критической электронной эмиссией из диэлектрика, переходящей в вакуумный разряд, которая исследовалась на ряде стабильных кристаллов [5]. При воздействии импульсным электронным пучком с плотностью заряда ~ 10"6 кл/см2, происходит взрыв поверхности с образованием плазмы и эмиссия заряда примерно равная внесенному заряду [5].

Скорость распространения свечения, начинающегося на тыльной стороне образца, соответствует скорости распространения детонации в кристалле тэ-на (рис.3.). Следовательно, на данном этапе свечение связано с взрывным разложением образца в результате детонационного процесса. О наличии детонации свидетельствует разрушение медной пластины, в которой образуется отверстие, размером и формой примерно равным размеру образца.

В третьей серии экспериментов измерялись некоторые характеристики изменения давления в образце после воздействия пучка электронов.

Тыльная поверхность образца находилась в акустическом контакте с акустической задержкой пьезопреобразователя. Производилось воздействие пучком электронов на переднюю поверхность образца. В результате поглощения энергии в облученном слое происходит формирование и распространение по образцу ударной волны. Момент выхода ударной волны на тыльную поверхность образца регистрировался пьезопреобразователем. Эксперименты проводились на прессованных образцах и монокристаллах тэна.

Типичная осциллограмма начального участка процесса взрывного разложения образца, находящегося в акустическом контакте с пьезопреобразователем представлена на (рис. 4.)

Пик 1 на осциллограмме (рис. 4) можно связать с акустическим импульсом, возникающим в результате поглощения энергии пучка электронов, а дальнейший рост сигнала с развитием экзотермической химической реакции в образце, приводящей к возрастанию давления.

Измерялся временной интервал М между моментом воздействия и началом нарастания сигнала пьезопреобразователя. Скорость ударной волны вычислялась по формуле

К = х/Дг (1),

где Ь - толщина образца. В условиях эксперимента скорость ударной волны составляет величину V ~ 4000 м/с как для прессованных образцов, так и для монокристаллов.

Представляет интерес насколько однозначно связана амплитуда пика 1 на (рис. 4) с поглощенной энергией пучка электронов. Для выяснения этого вопроса было проведено облучение образца электронным пучком в допоро-говом режиме с плотностью энергии 5 Дж/см2. Типичная осциллограмма представлена на (рис. 5).

В этом случае взрывное разложение образца не возникает. Наблюдается импульс сжатия - растяжения, т.е. напряжение, возникающее в образце в момент поглощения пучка электронов близко к термоупругому. При этом амплитуда импульса, по крайней мере, на порядок ниже, чем в предыдущем эксперименте. Следовательно, при превышении порога взрывного разложения создаются условия для начала экзотермической химической реакции непосредственно во время воздействия пучка электронов на образец, что приводит к росту давления уже в первом пике на рис. 4 и дальнейшему развитию химической реакции.

стического импульса, регистрируемого при воздействии пучком электронов с плотностью энергии 15 Дж/см2 на поликристалл тэна. Т-момент воздействия пучка электронов на образец; 1 - акустический импульс, возникающий в результате поглощения энергии пучка электронов.

в тэне, регистрируемого при воздействии пучком электронов с плотностью энергии 5 Дж/см2 на монокристалл тэна

Т - момент воздействия пучка электронов на образец; 1 - акустический импульс, возникающий в результате поглощения энергии пучка электронов.

На рис. 6 представлена типичная осциллограмма акустического импульса при расстоянии между образцом и пьезодетектором, равным 6 мм, из которой следует, что рост давления в результате взрывного разложения завершается во временном интервале ~ 4 мкс (временной интервал между точками 1 и 2 на рис. 6).

Из этой группы экспериментов следует, что при превышении порога взрывного разложения электронный пучок инициирует некий процесс в облученном слое кристалла, который приводит к экзотермическому распаду молекулы тэна непосредственно во время импульса электронов. В следствии этого происходит адиабатический нагрев и повышение ударного давления.

Использование прессованных образцов тэна с добавками наноча-стиц N¡0 и А1 в пределах 0,1-5 % по массе в погрешности эксперимента не оказывает заметного влияния как на порог взрывного разложения, так и на форму и амплитуду импульсов давления измеряемых пьезопреобра-зователем.

Отсутствие заметного влияния наночастиц на характеристики взрывного разложения образцов связано с неселективным поглощением энергии пучка электронов.

Анализ литературных и экспериментальных данных позволяет описать начальную стадию инициирования взрывного разложения тэна электронным пучком следующим образом.

Известно, что первичная энергия электронов, внесенная в диэлектрические материалы, практически полностью расходуется на ионизационные потери, т.е. образование горячих электронно - дырочных пар. В процессе тер-мализации происходит нагрев облученного слоя и образование первичных радиационных дефектов, которыми, согласно экспериментальным данным, являются N02 _ радикалы при облучении в допороговом режиме. При превышении порога взрывного разложения, наряду с N02 образуются N03 — радикалы. Как показывает эксперимент, N02 - радикалы образуются в возбужденном состоянии и в значительной мере расходуют избыточную энергию на излучение [2]. В результате взрывное разложение не развивается. Для отщепления N03 - радикала от ионизованной молекулы тэна требуется энергия активации 0,45 эВ, т.е. этот процесс требует термической активации [6].

При воздействии электронным пучком с плотностью энергии 15 Дж/см2 в облученном слое кристалла выделяется энергия с объемной плотностью О = 750 Дж/см2. Оценки показывают, что уже на этапе термализации элек-

Ряс.б. Осциллограмма акустического импульса в тэне, регистрируемого при воздействии пучком электронов. Расстояние до пьезопреобразо-вателя 6 мм.

Т - момент воздействия пучка электронов на образец; Е = 15 Дж/см2.

тронно - дырочных пар происходит нагрев облученной части кристалла до Т™ и частичный расплав в слое максимального энерговыделения. В этих условиях высока вероятность термически активированного отрыва N03 - радикала от ионизованной молекулы тэна. В результате наряду с N03 - радикалом образуется первичный карбокатион, который перестраивается в третичный карбокатион с выделением энергии 92 кДж/моль [7], что ведет к дополнительному нагреву облученной части кристалла.

В результате импульсного нагрева из облученной части кристалла формируется и распространяется ударная волна со скоростью ~ 4000 м/с. По-видимому, процесс экзотермического распада после образования третичного карбокатиона продолжается, о чем свидетельствует увеличение давления по сравнению с предвзрывным режимом в первичном импульсе, регистрируемом пьезопреобразователем (рис. 4,5).

При достижении ударной волны тыльной стороны образца в случае отражения от свободной поверхности происходит диссипация ее энергии и развитие процесса взрывного разложения деградирует, по крайней мере, в монокристаллах до используемой максимальной плотности энергии 40 Дж/см2.

При отражении ударной волны от преграды, имеющей большую акустическую жесткость (медь), чем ВВ, амплитуда ударной волны увеличивается. В результате давление достигает величины, достаточной для ударно-волнового инициирования нормальной детонации. Отметим, что в последнем случае детонация развивается при воздействии электронного пучка с плотностью энергии 15 Дж/см2 при толщине образца - 1 мм.

В целом механизм инициирования взрыва имеет ударно-волновой характер, а электронно-пучковое воздействие инициирует химическую реакцию в облученном слое образца, что приводит к росту начального импульсного давления.

В главе 4 описаны экспериментальные результаты по лазерному инициированию тэна с добавками наночастиц N¡0 и А1.

В первой серии экспериментов исследовалось влияние добавок наночастиц N¡0 и А1 на чувствительность тэна к лазерному излучению.

Использовались прессованные образцы с плотностью р= 1,73±0,03 г/см3. Облучаемая поверхность накрывалась стеклянной пластиной для уменьшения газодинамической разгрузки образца. Воздействие на образцы, не содержащие добавок наночастиц, не приводит к взрыву даже при максимально возможной в условиях эксперимента плотности энергии 90 Дж/см2.

Эксперименты, проведенные на образцах тэна, содержащих добавки N¡0, показали возможность инициирования взрыва. В связи с этим, была измерена зависимость вероятности взрыва образцов содержащих 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 2 и 5 процентов N¡0 (по массе) от плотности энергии инициирующего импульса. По экспериментальным кривым определялась критическая плотность излучения, соответствующая 50% - ной вероятности взрыва ДУ0,5, от содержания N¡0 в образцах, которая имеет немонотонный характер (рис. 7).

л

и

Оптимальная концентрация на-ночастиц N¡0, при которой образцы имеют максимальную чувствительность к лазерному излучению (5 Дж/см2) составляет 0,3 % по массе.

Был проведен аналогичный эксперимент по влиянию добавок А1 на чувствительность к лазерному излучению, с содержанием А10,025; 0,1; 0,3; 1 массовых процента. Результат представлен на (рис. 7)

В данном случае при оптимальной концентрации наночастиц А1 0,1% по массе = 1,4 Дж/см2, т.о. эффект увеличения чувствительности при применении наночастиц А1 более чем в

М1 1« ' >•

Рис. 7. Пороги инициирования для различных концентраций соответствующих наночастиц в образце. Доверительный интервал указан при доверительной вероятности а = 0,95. Погрешность связана с нестабильностью энергии импульса лазера.

3,5 выше относительно наночастиц N¡0.

Эксперименты по инициированию тэна с плотностью р> 1,4 г/см3 отсутствуют, однако, используя эмпирическую формулу работы [8], можно получить оценку \У0,5~ 170 Дж/см2 для р = 1,73 г/см3. Таким образом эффект увеличения чувствительности к лазерному воздействию для образцов, содержащих оптимальную концентрацию А1, составляет ~ 102 относительно чистых образцов. Наблюдаемый эффект можно связать с поглощением лазерного излучения наночастицами, в результате чего происходит их нагрев и образование очагов химического разложения в их окрестности, т.е. «горячих точек». Превышение концентрации наночастиц в образцах выше оптимальной приводит к их скоплению в близкорасположенных точках пространства и менее эффективному нагреву при поглощении лазерного излучения, что приводит к увеличению ^Уод

В следующей серии экспериментов исследовалось давление продуктов взрывного разложения смесевых составов тэна с наночастицами №С и А1 при импульсном лазерном инициировании.

Типичные осциллограммы для образцов с различным содержанием наночастиц №С представлены на (рис. 8).

По принципу работы пьезодетектора измеряемый сигнал на нагрузке

осциллографа [/„(г)~ т.е. пропорционален скорости изменения давле-

dt

ния.

Использовались образцы тэна с содержанием наночастиц NiC 0,05; 0,1; 0,3; 0,5; 1, 5 массовых процентов. Все эксперименты проводились при плотности энергии импульса лазера 75 Дж/см2 соответствующей вероятности взрыва Р~ 1.

Нахождение временной зависимости давления P(t) проводилось с помощью численного интегрирования осциллограмм типа (рис. 8) по формуле

= — во временном интервале, соответствующем началу области

снижения давления.

и

Р, отя-ед.

['1

0,01

0,1

10

% 100

Рнс.9. Зависимость амплитуды давления Р, создаваемого продуктами взрывного разложения, от процентного содержания наночастиц N¡0 (кривая 1) и наночастиц А1 (кривая 2) в образцах.

Рис. 8. Осциллограммы акустического сигнала смеси тэна и N¡0 при лазерном воздействии, для различных концентраций наночастиц: а - 0,3%; 6 - 0,1; в - 0,5% ; г - 1%. 1 - момент времени воздействия импульса лазера на образец; 2 - момент времени появления акустического сигнала на тыльной поверхности образца; 3 - момент времени достижения максимального давления продуктов взрывного разложения.

Аналогичная обработка проводилась для всех экспериментально полученных осциллограмм и определялась амплитуда давления продуктов химической реакции в относительных единицах. Результаты представлены на (рис. 9, кривая 1).

Как видно из (рис. 9, кривая 1) амплитуда давления максимальна при оптимальной концентрации наночастиц в образцах, когда чувствительность к лазерному излучению максимальна. Из (рис. 8) следует также, что время возрастания давления составляет величину ~ 4-4,5 мкс.

Был проведен аналогичный эксперимент с добавками наночастиц А1 с содержанием 0,025; 0,1; 0,3; 0,5; 1; 3 массовых процента. Результат для зависимости Р(М) представлен на (рис. 9, кривая 2).

Максимальная амплитуда давления наблюдается при оптимальной концентрации А10,1 массовых процента.

В этой же группе экспериментов было проведено измерение скорости разлета продуктов взрыва, которая на малых расстояниях совпадает со скоростью ударной волны в воздухе, при взрыве смесевых составов тэна с нано-частицами N¡0 и А1.

С помощью пьезопреобразователя регистрировался временной интервал между моментом воздействия на образец лазерного импульса и началом роста сигнала при различных расстояниях между образцом и пьезопреобра-зователем. Результат для тэна 0,3% №С и 0,1 % А1 представлен на (рис. 10).

По наклону прямой рассчитана скорость разлета продуктов взрыва V = 2500 м/с. Из полученного значения, используя таблицы из [9] можно определить температуру Т и давление ударной волны в воздухе: Т = 2800 К, Р = 6,710 Н/м2.

Для оптимальной концентрации А1 в образце в погрешности эксперимента получается аналогичный результат.

Совокупность результатов по измерению давления продуктов взрыва позволяет связать наблюдаемые эффекты с полнотой взрыва образца. Химическая реакция в условиях эксперимента развивается в области «горячих точек», создаваемых наночасти-цами, и только часть образца превращается в газообразные продукты, создающие давление, наблюдаемое в эксперименте. Наиболее благоприятными условиями для максимального превращения и однородности взрыва при воздействии лазерных импульсов является наличие «огггимальной» концентрации наночастиц в образце.

Эксперименты по измерению скорости разлета продуктов взрыва находятся в согласии с предыдущим выводом и позволяют предположить, что в условиях эксперимента наблюдается режим низкоскоростной детонации.

В третьей серии экспериментов проведены исследования температурных зависимостей порога инициирования смесевых составов тэна с оптимальным содержанием наночастиц №С и А1. Эксперименты проводились следующим образом. Навеска порошка помещалась в лунку медного нагревателя, нагревалась до 450 К (ТШ1=414,3 К), после чего нагреватель выключался и охлаждался до требуемой температуры. Воздействие импульсом лазера производилось на открытую поверхность образца.

Результаты измерений представлены на рис. 11 и не описываются в рамках одного механизма.

Можно предположить, что в инициирование взрыва образцов дают вклады два независимых процесса. Первый процесс не зависит от температуры и связан с образованием горячих точек в результате поглощения лазерного излучения наночастицами. Он обуславливает критическую плотность энергии Второй процесс происходит непосредственно в матрице тэна, является термоактивированным, причем зависимость критической плотности энергии от температуры описывается выражением:

Ш0^ЛеЕ'КТ (2),

где А - предэкспоненциальный множитель, Б — энергия активации. В этом случае для обработки экспериментальных данных можно применить формулу:

Рис. 10 Зависимость времени разлета продуктов взрывного разложения тэна от расстояния между образцом и пье-зопреобразователем.

380

430 Т, К

280 330

Рис. 11. Зависимость пороговой плотности энергии инициирования \Vo.5 от температуры для образцов тэна, содержащих наночастицы А1 и N¡0.

" Л + №0е-Е""

Сплошные кривые на рис. 12 рассчитаны по формуле (3) при значении параметров, для N¡0: Е = 0,45 эВ, У/о = 6,5 Дж/см2, А = 8,1 10" 6Дж/см2, (коэффициент корреляции Я = 0, 985); для А1: Е = 0,45 эВ, = 5,65 Дж/см2, А = 3,1-Ю"6 Дж/см2 (коэффициент корреляции Я = 0,994).

Эксперименты по температурным зависимостям смесевых составов тэна с наночастицами А1 и N¡0 можно интерпретировать следующим образом.

При повышении температуры становится заметным вклад механизма, описывающегося формулой (2), который происходит непосредственно в матрице тэна. Энергия активации этого процесса Е = 0,45 эВ в погрешности эксперимента близка к энергии термической диссоциаций положительно заряженного иона тэна с образованием N03 - радикала и первичного карбокатиона [6]. Таким образом, можно предположить, что при лазерном воздействии, необходимым условием развития экзотермической реакции является термически активированный отрыв N03 - радикала от положительно заряженного иона тэна. Это предположение поддерживается выводами работы [10], где показано, что первичным продуктом при мощном лазерном воздействии должен быть радикал N03. С другой стороны в условиях лазерного воздействия ионизация молекулы тэна имеет малую вероятность (энергия кванта 1,17 эВ, ширина запрещенной зоны кристалла > 4 эВ). Однако можно предположить следующий процесс.

В прессованных образцах всегда имеются энергетические уровни в запрещенной зоне, создаваемые неконтролируемой примесью, дислокациями, а также вблизи внутренних поверхностей границ зерен поликристалла, пор.

В этих условиях возможно поглощение лазерного излучения, например электроном поверхностного дефекта, который может иметь относительно невысокую энергию связи. Наличие подобного рода процессов в тэне подтверждаются результатами работы [11] на пористых образцах.

При температурах вблизи комнатной основной вклад в наблюдаемый эффект увеличения чувствительности тэна вносит образование «горячих точек», возникающих при поглощении лазерного излучения наночастицами с пороговой энергией Wo в формуле (3).

Детали механизма образования химического очага разложения в окрестности нагретой наночастицы требуют дальнейших экспериментальных и теоретических исследований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ.

1. При облучении монокристаллов тэна импульсным электронным пучком в довзрывном режиме во время ионизирующего импульса в спектрах нестационарного оптического поглощения обнаружены 1\'02 - радикалы. При плотности энергии пучка электронов, превышающей порог взрывного разложения = 15 Дж/см2) наряду с N02 - радикалами образуются N03 - радикалы. В последнем случае после ионизирующего импульса наблюдается рост оптической плотности во всем спектральном диапазоне, связанный с развитием экзотермической химической реакции.

2. Импульсное давление, возникающее в результате адиабатического поглощения энергии пучка электронов кристаллами тэна при превышении плотности энергии \У = 15 Дж/см2 дополнительно усиливается в результате развития экзотермической химической реакции в облученном слое кристалла.

3. В результате поглощения энергии электронного пучка и дополнительного энерговыделения в облученном слое формируется ударная волна и распространяется в необлученную часть кристалла со скоростью V = 4000 м/с. При отражении ударной волны от акустически жесткой преграды на тыльной стороне кристалла происходит ее усиление и возникновение нормальной детонационной волны, распространяющейся со скоростью 8000 — 8500 м/с в сторону облученной поверхности.

4. Характерное время превращения кристаллов тэна в газообразные продукты в результате протекания экзотермической химической реакции составляет величину ~ 4 4,5 мкс.

5. Использование смесевых составов тэна с различными концентрациями наночастиц №С и А1 позволяет эффективно регулировать чувствительность тэна с плотностью 1,73 г/см3 к воздействию лазерных импульсов. Минимальная критическая плотность энергии лазерного излучения составляет 5 Дж/см2 при содержании оптимальной концентрации №С 0,2 - 0,3 % по массе и составляет 1,4 Дж/см2 при содержании 0,1 % А1 по массе.

6. Максимальное давление продуктов взрывного разложения достигается при оптимальной концентрации наночастиц в образцах. Скорость ударной волны в воздухе при взрыве образцов для используемых типов добавок наночастиц составляет V ~ 2500 м/с.

7. Температурная зависимость порога взрывного разложения смесевых составов тэна с наночастицами N¡0 и А1 при лазерном воздействии удовлетворительно описывается в рамках модели, согласно которой в инициирование взрыва образцов дают вклады два процесса. Первый не зависит от температуры и связан с образованием горячих точек в результате поглощения излучения наночастицами. Второй требует термической активации (~ 0,45 эВ) и связан с поглощением излучения структурными дефектами кристалла тэна.

8. Совокупность экспериментальных результатов позволяет сделать вывод, что при лазерном воздействии на смесевые составы тэна и наночастиц №С и А1 при 300 К доминирующим процессом является поглощение излучения наночастицами, в результате нагрева которых происходит образование

«горячих точек» - очагов химического разложения, при достаточном количестве которых происходит взрыв, имеющий характер низкоскоростной детонации.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Адуев, Б.П.Спектры нестационарного оптического поглощения кристаллов тет-радитропенгаэритрига при облучении импульсным пучком электронов / A.B. Пузынин, Б.П. Адуев, Г.М. Белокуров, С.С. Гречин // Известия ВУЗов. Физика, 2008, том 51, вып. 11/2, С. 104-106.

2. Адуев, Б. П. Влияние добавок наночастиц монокарбида никеля на чувствительность тетранитропентаэритрита к лазерному воздействию/ A.B. Пузынин, Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов //Химическая физика, 2009. Т.28, №11, С.50-53.

3. Адуев, Б.П. Давление продуктов взрывного разложения смеси тетранитропентаэритрита и наночастиц монокарбида никеля при импульсном лазерном инициировании / A.B. Пузынин, Б.П. Адуев, Г. М. Белокуров, Д.Р. Нурмухаметов // Химическая физика, 2010, Т. 29, №1, С. 70-74.

4. Адуев, Б. П. Лазерное инициирование смеси тэна с наночастицами NiC при повышенных температурах / А. В. Пузынин, Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов // Химическая физика, 2010, Т. 29, J65, С. 71-75.

5. Адуев, Б.П Роль ударных волн при инициировании взрыва тетранитропентаэритрита импульсным пучком электронов / A.B. Пузынин, Б.П. Адуев, Г.М. Белокуров, С.С. Гречин // Химическая физика. - 2010. - Т.29. - № 6. - С.54-57.

6. Адуев, Б.П. Исследование характеристик взрывного разложения монокристаллов тетранигропентаэршрита при воздействии импульсных пучков электронов / A.B. Пузынин, Б.П. Адуев, Г.М. Белокуров, С.С. Гречин //Фундаментальные проблемы современного материаловедения, №2, 2010, С. 43-47.

Кроме того опубликовано 7 статей и 12 тезисов докладов и трудов в российских и международных конференциях.

Цитируемая литература

1. Orphal, J. // J. Photohemistry and Photobiology A. Chemistry. - 2003. - V. 157. -pp. 185-209.

2. Адуев, Б.П. Исследование ранних стадий взрывного разложения кристаллов тетранитропентаэритрита при инициировании импульсными пучками. / Адуев Б.П., Белокуров Г.М., Гречин С.С., Швайко В.Н. // Известия ВУЗов. Физика. - 2007. - Т.50. - вып.2. -С.3-9.

3. Нелюбина, Н.В. Образование и гибель продуктов в гамма - облученном тетрани-тропентаэригрите / Нелюбина Н.В., Адуев Б.П., Пак В.Х. // Фундаментальные проблемы материаловедения, 2008, №3, с 17-19.

4. Stanton, J.F. On the vibronic level structure in the NO3 radical. I. The ground electronic state//J. Chemical Physics.-2007.-V.126.-№13. -134309 (20 pages).

5. Балычев, И.Н. Мощная пороговая эмиссия диэлектриков при облучении наносе-кундными электронными пучками большой плотности / Балычев И.Н., Вайсбурд Д.И., Геринг Г.И. II Письма в ЖТФ. 1976. т. 2. вып. 7. С. 327-330.

6. Адуев, Б.П. Начальные стадии взрывного разложения тетранитропентаэритрита при электронно-пучковом инициировании / Адуев Б.П., Белокуров Б.М., Голубев В.К., Гречин С.С. // Доклады X Международной конференции "Физико-химические процессы в неорганических материалах", Кемерово, том 1,2007, с. 192-193.

7. Morrison, R.T. / Morrison R.T., Boyd R.N. // Organic Chemistry, 5thed. Boston: Allyn and Bacon, - 1987. - chapters 5, 6 and 7.

8. Таржанов, В.И. Лазерное инициирование тэна / Таржанов В.И., Зинченко А.Д., Сдобнов В.И., и др. // Физика горения и взрыва. - 1996, Т.32, №4, С. 113-119.

9. Физика взрыва / под ред. Орленко Л.П. // изд. 3-е, испр. в 2т. т. 1. М.: ФизМат-Лит, 2004. 832с.

10. Ng, W.L. Thennal, fracture, and laser-induced decomposition of pentaerythritiol tetranitrate /Ng W.L., Field J.E., Hauser H.M. // J. Appl. Phys. 59 (12), 15 June 1986, P. 39453952.

11. Зинченко, А.Д. Оптические характеристики некоторых порошкообразных ВВ / А.Д. Зинченко, В.И. Таржанов, А.И. Погребнов, Б.Б. Токарев // Физика горения и взрыва. -1992. Т. 28, №5. С. 80-87.

Подписано к печати 15.11.2010 г. Гарнитура «Times New Roman»

Печать ризографическая. Формат 60x84 i/i6. Печ. л. 1,25 Заказ 528. Тираж 120 экз.

Отпечатано в типографии ООО «Фирма ПОЛИГРАФ» 650099, г. Кемерово, ул.50 лет Октября, 11-614 Тел.: (3842) 34-95-65

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. РАДИАЦИОННОЕ ИМПУЛЬСНОЕ ИНИЦИИРОВАНИЕ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ. (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1. Взрывное разложение азидов тяжелых металлов при лазерном и электронно-пучковом воздействии.

1.2. Взрывное разложение бризантных взрывчатых веществ при воздействии импульсных электронных пучков.

1.3. Взрывное разложение бризантных взрывчатых веществ при воздействии импульсного лазерного излучения.1.

1.4. Инициирование взрывчатых составов и бризантных взрывчатых веществ с добавками, поглощающими лазерное излучение.

ГЛАВА 2. АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

2.1. Объекты исследования.

2.2. Методика подготовки экспериментальных образцов.

2.3. Измерение нестационарного оптического поглощения при воздействии импульсными пучками электронов.'.

2.3.1. Функциональная схема установки.

2.3.2. Калибровка по длинам волн.

2.3.3. Методика обработки спектров и кинетики оптического поглощения

• образцов.

2.4. Измерение пространственно-динамических характеристик свечения образцов при воздействии импульсным пучком электронов.

2.5. Измерения характеристик импульсного давления при взрыве образцов под воздействием импульсным пучком электронов.

2.5.1. Экспериментальная ячейка.

2.5.2. Анализ работы пьезоакустического преобразователя.

2.6. Измерение порога взрывного разложения образцов при импульсном лазерном воздействии.

2.7. Измерение характеристик импульсного давления при взрыве образцов под воздействием лазерных импульсов.

ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОЕ ИНИЦИИРОВАНИЕ ТЕТРАНИТРОПЕНТАЭРИТРИТА [113-120].

3.1. Спектрально-кинетические характеристики нестационарного оптического поглощения монокристаллов тэна.

3.2. Пространственно-динамические характеристики взрывного разложения монокристаллов тэна.

3.3. Некоторые характеристики импульсного давления.

3.4. Влияние добавок наночастиц N1 - С и А1 на чувствительность тэна к электронно-пучковому воздействию.

3.4. Анализ экспериментальных результатов.

Основные результаты главы 3.

ГЛАВА 4. ЛАЗЕРНОЕ ИНИЦИИРОВАНИЕ СМЕСЕВЫХ СОСТАВОВ ТЕТРАНИТРОПЕНТАЭРИТРИТА И НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ NIC И AL [129-142].

4.1. Влияние добавок наночастиц NiC и А1 на чувствительность тетранитропентаэритрита.

4.2. Давление продуктов взрывного разложения смеси тетранитропентаэритрита с наночастицами NiC и А1 при импульсном лазерном инициировании.

4.3. Лазерное инициирование тэна и смеси тэна с наночастицами NiC и А1 при повышенных температурах.

4.4. Анализ экспериментальных результатов.

Сводка основных результатов главы 4.

Актуальность исследований

Тетранитропентаэритрит (тэн) - одно из наиболее чувствительных твердотельных бризантных взрывчатых веществ, относящихся к классу нитроэфиров. В настоящее время имеет довольно широкое применение в ряде технических приложений.

В последнее время возрос интерес к бесконтактным методам инициирования ВВ в применениях в аэрокосмической промышленности, а также военной и специальной технике [1,2]. В этом плане представляют интерес взаимно дополняющие друг друга исследования инициирования ВВ с помощью импульсных электронных и особенно лазерных пучков.

Актуальна проблема разработки материалов для детонаторов инициируемых лазерными импульсами, которые бы имели ряд преимуществ перед применяемыми в настоящее время электродетонаторами - это отсутствие ложных срабатываний от электростатического электричества, электрических и электромагнитных помех, отсутствием в конструкции детонатора инициирующих взрывчатых веществ. Поскольку именно детонатор является наиболее опасным фактором при работе с ВВ, то разработка светочувствительных материалов на основе бризантных ВВ при сохранении чувствительности к удару позволит в значительной мере решить проблему безопасности взрывных работ.

Для решения этих задач необходимы исследования начальных стадий взрывного разложения как гомогенных ВВ, так и смесевых составов с поглощающими включениями с помощью хорошо зарекомендовавшей себя в последние годы техники импульсного радиолиза и фотолиза [3].

В последнее время в ряде лабораторий страны разработаны металлы и их соединения нанометрических размеров, которые уже применяются в качестве добавок к ВВ при механическом инициировании [4]. Представляет интерес исследовать влияние таких добавок к ВВ при бесконтактных методах инициирования.

В связи с выше изложенным необходимо систематическое экспериментальное исследование, процессов инициирования бризантных ВВ и смесевых составов на их основе с использованием наночастиц различных сортов для расшифровки физико-химических процессов протекающих на начальной стадии взрывного разложения. Этим и определяется актуальность данной диссертационной работы.

Цели и задачи работы

Общей задачей работы является исследование начальных стадий взрывного разложения кристаллов тэна и смесевых составов на основе тэна с наночастицами N¿0 и А1 при инициировании электронными и лазерными пучками с целью изучения физико-химических процессов, приводящих к развитию самоподдерживающейся химической реакции взрывного разложения. Решение этой общей задачи потребовало решения следующих конкретных задач:

1. при электронно-пучковом воздействии:

- исследовать спектры нестационарного оптического поглощения монокристаллов тэна,

- исследовать динамику развития процесса взрывного разложения в необлученной части кристалла люминесцентным методом,

- исследовать динамику изменения давления при взрывном разложении кристаллов тэна и смесевых составов с N10 и А1.

2. при воздействии лазерными импульсами:

- исследовать пороги взрывного разложения смесевых составов тэна с наночастицами N10 и А1 в зависимости от концентрации наночастиц в образцах,

- исследовать динамику изменения давления при взрывном разложении смесевых составов тэна с оптимальной концентрацией наночастиц,

- исследовать температурные зависимости порога взрывного разложения тэна и смесевых составов с оптимальной концентрацией наночастиц.

Научная новизна

- впервые проведена идентификация первичных продуктов радиолиза при воздействии импульсным пучком электронов с плотностью энергии, превышающей порог взрывного разложения,

- впервые экспериментально доказана доминирующая роль ударно-волновых процессов при электронно-пучковом инициировании детонации в монокристаллах тэна,

- впервые проведено комплексное исследование взрывного разложения смесевых составов тэна с наночастицами NiC и А1 при лазерном воздействии.

- экспериментально показано, что доминирующим процессом, обуславливающим порог взрывного разложения смесевых составов тэна с оптимальной концентрацией наночастиц при лазерном инициировании является образование «горячих точек» в окрестности наночастиц.

Практическая значимость

1. Полученные в исследовании сведения о первичных продуктах радиолиза при электронно-пучковом воздействии носят справочный характер и могут быть использованы в статьях, обзорах и монографиях по данной тематике.

2. Результаты по лазерному инициированию тэна с добавками наночастиц NiC и А1 показывают возможность регулирования чувствительности бризантных ВВ при данном виде воздействия и могут быть использованы при разработке новых материалов для светодетонаторов.

Защищаемые положения

1. При воздействии на кристаллы тэна импульсным электронным пучком с плотностью энергии, превышающей порог взрывного разложения (\У = 15 Дж/см"), первичными продуктами радиолиза являются N02 и N03 — радикалы.

2. При облучении монокристаллов тэна толщиной 1-1,5 мм электронным пучком с плотностью энергии 15 Дж/см2 в облученном слое (0,2 мм) формируется ударная волна и распространяется в необлученную часть кристалла со скоростью 4000 м/с. При отражении ударной волны от акустически жесткой преграды на тыльной стороне кристалла происходит ее усиление И' возникновение нормальной детонационной волны, распространяющейся со скоростью 8000-8500 м/с в сторону облученной поверхности.

3. При лазерном инициировании тэна с добавками 0,2 0,3 массовых процента наночастиц N10 и 0,1 массовых процента А1 для образцов с плотностью р = 1,73 ± 0,03 г/см3 достигается минимальная критическая энергия, соответствующая 50% вероятности взрыва, Wo>5 = 5 Дж/см для N10 и = 1,4 Дж/см" для А1 и максимальное давление продуктов взрыва.

4. Совокупность экспериментальных данных свидетельствует о том, что доминирующим процессом, обуславливающим порог взрывного разложения при лазерном инициировании является образование горячих точек - очагов химического разложения - в окрестности наночастиц.

Достоверность полученных результатов обеспечивалась калибровкой аппаратуры на тест-объектах, статистикой эксперимента, согласием с имеющимися литературными теоретическими и экспериментальными данными.

Личный вклад автора состоит в выполнении экспериментов по электронно-пучковому инициированию совместно с С.С. Гречиным, по лазерному инициированию совместно с Д.Р. Нурмухаметовым, в обработке экспериментальных результатов. В работах, опубликованных с соавторами, автору принадлежат результаты, сформулированные в защищаемых положениях.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на Международных и российских конференциях: Международной научной конференции «Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах» (Томск, 2008); XIV симпозиум по горению и взрыву (Черноголовка-Москва, 2008); Международном форуме по нанотехнологиям «Rusnanotech'08» (Москва,

2008); Международной школы-семинара для магистрантов, аспирантов и молодых ученых «Новые технологии, материалы, инновации в производстве» (Томск, 2009); Международной научно-технической конференции «Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы: получение, свойства, применение» (Красноярск, 2009); XV Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых, (Кемерово-Томск,

2009); VII Всероссийской конференции молодых ученых «Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии» (Новосибирск, 2009); X Международной конференции «Забабахинские научные чтения» (Снежинск,

2010); Международного симпозиума «Наноматериалы для защиты промышленных и подземных конструкций» и XI Международной конференции «Физика твердого тела (ФТТ-XI)» (Усть-Каменогорск: ВКГТУ, 2010);

Публикации. По теме диссертации опубликованы 25 работ, из них 5 публикаций в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 155 страниц, в том числе 4 таблицы и 80 рисунков. Список литературы включает 145 наименований.

Заключение

В данной работе проведены исследования инициирования^ взрывного разложения тетранитропентаэритрита и смесевых составов на его основе с применением наночастиц №С и А1 при электронно-пучковом и лазерном воздействии.

В работе получены следующие научные результаты:

1. При облучении монокристаллов тэна импульсным электронным, пучком в довзрывном режиме во время ионизирующего импульса в спектрах нестационарного оптического поглощения обнаружены N02 — радикалы. При плотности энергии пучка электронов, превышающей порог взрывного разложения =15 Дж/см ) наряду с N02 - радикалами образуются N03 — радикалы. В последнем случае после ионизирующего импульса наблюдается рост оптической плотности во всем спектральном диапазоне, связанный с развитием экзотермической химической реакции.

2. Импульсное давление, возникающее в результате адиабатического поглощения энергии пучка электронов кристаллами тэна при превышении плотности энергии = 15 Дж/см" дополнительно усиливается в результате развития экзотермической химической реакции в, облученном слое кристалла.

3. В результате поглощения энергии электронного пучка и дополнительного энерговыделения в облученном слое формируется ударная волна и распространяется в необлученную часть кристалла со скоростью V ~ 4000 м/с. При отражении ударной волны от акустически жесткой преграды на тыльной стороне кристалла происходит ее усиление и возникновение нормальной детонационной волны, распространяющейся со* скоростью 8000 - 8500 м/с в сторону облученной поверхности.

4. Характерное время превращения кристаллов тэна в газообразные продукты в результате протекания экзотермической химической реакции составляет величину ~ 4 4,5 мкс.

5. Использование смесевых составов тэна с различными концентрациями наночастиц №С и А1 позволяет эффективно регулировать о чувствительность тэна с плотностью 1,73 г/см к воздействию лазерных импульсов. Минимальная критическая плотность энергии лазерного излучения составляет 5 Дж/см при содержании оптимальной концентрации N10 0,2 - 0,3 % по массе и составляет 1,4 Дж/см2 при содержании 0,1 % А1 по массе.

6. Максимальное давление продуктов взрывного разложения достигается при оптимальной концентрации наночастиц в образцах. Скорость ударной волны в воздухе при взрыве образцов для используемых типов добавок наночастиц составляет V ~ 2500 м/с.

7. Температурная зависимость порога взрывного разложения смесевых составов тэна с наночастицами N10 и А1 при лазерном воздействии удовлетворительно описывается в рамках модели, согласно которой в инициирование взрыва образцов дают вклады два процесса. Первый не зависит от температуры и связан с образованием горячих точек в результате поглощения излучения наночастицами. Второй требует термической активации 0,45 эВ) и связан с поглощением излучения' структурными дефектами кристалла тэна.

8. Совокупность экспериментальных результатов позволяет сделать вывод, что при лазерном воздействии на смесевые составы тэна и наночастиц N10 и А1 при 300 К доминирующим процессом является поглощение излучения наночастицами, в результате нагрева которых происходит образование «горячих точек» - очагов химического разложения, при достаточном количестве которых происходит взрыв, имеющий характер низкоскоростной детонации.

Автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность научному руководителю дфмн., профессору Адуеву Б.П. за постановку задач, постоянное внимание, всестороннюю помощь в работе; а так же кфмн., ст. науч. сотруднику Белокурову Г.М. за непосредственное участие в разработке методик экспериментов, кфмн., науч. сотрудникам Гречину С.С. и Нурмухаметову Д.Р. за большую помощь в подготовке и проведении экспериментов. А также кхн., мне. Нелюбиной Н.В. за синтез тэна и смесевых составов на его основе с наночастицами №С и А1. Отдельное спасибо дфмн., профессору Алукеру Э.Д., дфмн., профессору Кречетову А.Г., кфмн., доценту Митрофанову А.Ю. и кфмн., Сахарчуку Ю.П. за моральную поддержку в ходе проведения и написания работы.

1. By Tyler J. Krupa Optical sensors for measurement of toxic and hazardous compounds / Tyler J. Krupa // Optical & Photonics News / June 2000, P. 1625.

2. Riad Manna, M. Flash ignition and initiation of explosives-nanotubes mixture / M. Riad Manna, A.R. Mitchell, R.G Garza // J.Am.Chem.Soc., 127 (40), 2005, 13786-13787

3. Захаров, Ю. А. Предвзрывные явления в азидах тяжелых металлов / Захаров Ю. А., Адуев Б.П., Алукер Э.Д. и др. // М.: ЦЭИ «Химмаш», 2002, 116 с.

4. Гогуля, М.Ф. Механическая чувствительность и параметры детонации алюминизированных взрывчатых веществ / Гогуля М.Ф., Махов М.Н., Долгобородов А.Ю., и др. // Физика горения и взрыва, 2004, т. 40, № 4, с. 82-95.

5. Григорьянц, А. Г. Основы лазерной обработки материалов./ А. Г. Григорьянц -М.: Машиностроение, 1989.-301 с.

6. Бриш А. А., Возбуждение детонации конденсированных взрывчатых веществ излучением оптического квантового генератора / А.А. Бриш, И.А. Галеев, Б. Н. Зайцев, и др. // Физика Горения и Взрыва. -1966.-Т. 2.-№3.-0. 132-138.

7. Бриш, А.А. О механизме инициирования конденсированных ВВ излучением ОКГ / А.А. Бриш, И.А. Галеев, Б. Н. Зайцев, и др. // Физика Горения и Взрыва. 1969.-Т. 5.-№ 4. -С. 475—480.

8. Chaudhri, М. М. The effect of crystal size on the thermal explosion of a-lead azide / M. M. Chaudhri, J. E. Field // Journal of Solid-State Circuits. — 1979. — no. 12.-Pp. 72-79.

9. Александров, Е.И. Размерный эффект при инициировании прессованного азида свинца лазерным моноимпульсным излучением /Е.И Александров, В. П. Ципилев // Физика Горения и Взрыва'.- 1981.-Т.17.-№ 5.-С. 77-81.

10. Александров, Е. И. Влияние режима генерации на особенности размерного эффекта при лазерном инициировании прессованного азида свинца / Е.И Александров //Физика Горения и Взрыва.- 1982.-Т. 18.-№ 6.-С. 60-62.

11. Александров, Е. И. Влияние модовой структуры лазерного излучения на устойчивость азида свинца / Е.И Александров, В. П. Ципилев // Физика Горения и Взрыва.-1983.-Т. 19.-№4.-С. 143-146.

12. Александров, Е.И. Инициирование азида свинца лазерным импульсом / Е.И. Александров, А.Г. Вознюк //Физика Горения и Взрыва.- 1978.-Т. 14.-№ 4.-С. 86-91.

13. Александров, Е.И. Исследование влияния длительности возбуждающего импульса на чувствительность азида свинца к действию лазерного излучения / Е.И Александров, В. П. Ципилев //Физика Горения и Взрыва.- 1984.-Т. 20.-№ 6. -С. 104-108.

14. Александров, Е.И. Статистические закономерности лазерного инициирования экзотермической реакции разложения азида свинца / Е.И Александров, A.JI. Бондаренко, В.П. Ципилев //Журнал Физической Химии.-1987.-Т. 61 .-№ 11.-С. 3068-3070.

15. Карабанов, Ю.Ф. Зажигание инициирующих взрывчатых веществ импульсом лазерного излучения / Ю.Ф. Карабанов, В.К. Боболев //Доклады АНСССР. 1981. -T. 256.-№ 5.-С. 1152—1154.

16. Рябых, С.М. Критерий возбуждения взрывного разложения азида серебра импульсным излучением / С. М. Рябых, В. С. Долганов // Физика Горения и Взрыва. -1992.-Т. 28.-№ 4.-С. 87-90.

17. Hagan, J. Т. Low energy laser initiation of single crystals of /З-lead azide / J. T. Hagan, M. M. Chaudhri // Journal of Materials Science.— 1981. — T. 16. С 2457—2466.

18. Edited by Fair, H. D. Energetic Materials / H. D. Fair, R. F. Walker //- Vol. 1.— New York: Plenum Press, 1977.- 501 p.

19. Боуден, Д. Быстрые реакции в твердых веществах / Боуден Д., Иоффе А. // М.: Изд-во иностр. лит., 1962.

20. Карабукаев К. Ш. Химические процессы в азидах серебра и свинца под действием мощного импульсного разрушения. Дисс. канд. хим. наук: 02. 00. 04.-Кемерово / Кемеровский гос. университет, 1987.- 152 с.

21. Александров, Е.И. О преддетонационном участке взрывчатого разложения азида свинца при очаговом инициировании / Е.И Александров, В. П. Ципилев // В кн.: Тезисы 4 Всесоюзного Совещания по детонации.-Том 2.-Черноголовка, 1988.-С. 132-137.

22. Кригер, В.Г. Зависимость энергии инициирования азида серебра от длины волны лазерного излучения / В.Г. Кригер, А. В. Каленский, В. В. Вельк//ЖНиПФ. -2000.-Т. 45.-№ 3.-С. 51-58.

23. Каленский, А. В. Инициирование азидов тяжелых металлов импульсным излучением / В.Г. Кригер, А. В. Каленский // Хим. Физика. 1995. -№ 4. -С. 152- 160.

24. Kalensky, A. The Kinetic Model of pulse initiation of heavy metal azides / V. Kriger, A. Kalensky, L. Bulusheva, V. Murakhtanov // Combustion, detonation, shock waves: Proceedings of the Zel'dovich memorial. V.2. — Moscow. 1994. - P. 42 - 45.

25. Каленский, А. В. Пороговая энергия инициирования азида серебра эксимерным лазером / В. Г. Кригер, А. В. Каленский, В. В. Коньков // Материаловедение. № 7. 2003. С. 2-8.

26. Каленский, А. В. Размерный эффект при инициировании разложения азидов тяжелых металлов импульсным излучением / В.Г. Кригер, А. В. Каленский // Хим. Физика. 1996. - № 3. - С. 40 - 47.

27. Каленский, А. В. Собственно-дефектная модель разложения азидов тяжелых металлов / В. Г. Кригер, А. В. Каленский, В. В. Вельк // Известия Вузов. Физика 2000. Т. 43. № 11. С. 118 - 123.

28. Рябых, С.М. Кинетика взрывного разложения азидов серебра и свинца, инициируемого импульсом электронов / Рябых С.М., Карабукаев К.Ш. // В кН.: Радиационно-стимулированные явления в твердых телах. — Свердловск: Межвуз. Сб. науч. трудов, 1988. С. 51-55.

29. Адуев, Б.П. Предвзрывная проводимость азида серебра / Адуев Б.П., Алукер Э.Д., Белокуров Г.М., Кречетов А.Г. // Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики, 1995, том 62, вып. 3, с. 203204.

30. Адуев, Б.П.Спектр предвзрывной люминесценции азида серебра / Адуев Б.П., Алукер Э.Д., Кречетов А.Г. // Письма в ЖТФ, 1996, т.22, в.6, с.24-27

31. Адуев, Б.П. Взрывное разложение азидов тяжелых металлов / Адуев Б.П., Алукер Э.Д., Белокуров Г.М. и др. // Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. 1999. - Т. 116. - № 5(11). - С. 1676-1693.

32. Kuklja, M. M The Role of Electronic Excitations in Explosive Decomposition of Solids / Kuklja M. M, Aduev B. P., Aluker E. D. et al. // Journal Of Applied Physics Volume 89, Number 7, 2001, p. 4156- 4166.

33. Адуев, Б.П. Предвзрывные явления в азидах тяжелых металлов / Адуев Б.П., Алукер Э.Д., Белокуров Г.М., Захаров Ю.А., Кречетов А.Г., // М.: ЦЭИ «Химмаш». 2002, 116 с.

34. Ed. D. Aluker, В.P. Aduev, Yu. A. Zakharov, A. Yu. Mitrofanov, A. G. Krechetov, Early Stages of Explosive Decompostion of Energetic Materials, in Focus on Combustion Research, ed. by Sung Z. Jiang. Novapublishers, New York, 2006. pp.55-88.

35. Aluker, E. D. Early Stages of Explosive Decomposition of Energetic Materials / Aluker E. D., Aduev B. P., Krechetov A. G., Mitrofanov A. Yu., Zakharov Yu. A. // Focus on Combustion Research, Nova Publisher. New York, 2006. p.55-88.

36. Адуев, Б.П. Исследование механизма взрывного разложения азида серебра методами спектроскопии с высоким временным разрешением / Адуев Б.П., Алукер Э.Д., Белокуров Г.М., Захаров Ю.А., Кречетов А.Г. // Изв. ВУЗов. Физика, № 11., 1996, с.171-181.

37. Адуев, Б.П. Дивакансионная модель инициирования азидов тяжелых металлов / Адуев Б.П., Алукер Э.Д., Кречетов А.Г. // Физика горения и взрыва, 2004, т. 40, №2, С. 94-99.

38. Алукер, Э.Д. Влияние плотности энергии инициирующего импульса на кинетику предвзрывных процессов в азиде серебра / Алукер Э.Д., Кречетов А.Г., Митрофанов А.Ю., Пашпекин А.С. // Письма в ЖТФ, 2004, т. 30, вып. 18, С. 42-45.

39. Адуев, Б.П. Особенности кинетики реакции взрывного разложения азида серебра при импульсном инициировании / Адуев Б.П., Белокуров Г.М., Гречин С.С., Тупицин Е.В., // Письма в ЖТФ, 2004, т. 30, вып. 18, С. 46-49.

40. Адуев, Б.П. Взрывная люминесценция энергетических материалов при инициировании электронным пучком / Адуев Б.П., Белокуров Г.М., Гречин С.С., Тупицин Е.В. // Известия ВУЗов. Физика, 2004, вып. 12, С. 235-239.

41. Алукер, Э. Д. Топография зарождения реакции взрывного разложения азида серебра при инициировании импульсом электронного ускорителя / Алукер Э. Д., Адуев Б. П., Белокуров Г. М., Тупицин Е. В. // Физика горения и взрыва, 2005, т. 41, № 2, С. 116-118

42. Адуев, Б. П. Влияние температуры на скорость нарастания предвзрывной люминесценции азида серебра / Адуев Б. П., Кречетов А. Г., Тупицин Е. В., Гречин С. С., Алукер Д. Э. // Физика горения и взрыва, 2005, т. 41, № 3, С 106-109

43. Алукер, Э.Д. Люминесценция азида серебра при импульсном возбуждении / Алукер Э.Д., Адуев Б.П., Кречетов А.Г., и др. // Физика горения и взрыва, 2005, т. 41, № 4, С 117-123

44. Адуев, Б.П. Спектрально-кинетические характеристики продуктов взрывного разложения азида серебра / Адуев Б.П., Алукер Д.Э., Гречин

45. С.С., Тупицин Е.В. // Письма в журнал технической физики, 2005, том 31, вып. 15, С.7-11.

46. Швайко, В.Н Влияние радиационной обработки на чувствительность азида свинца / Швайко В.Н., Нурмухаметов Д.Р. // Письма в ЖТФ, 2006, Т.32, вып.1, С.55-57.

47. Алукер, Э.Д. Влияние радиационной обработки на чувствительность азида серебра / Алукер Э.Д., Алукер Д.Э., Нурмухаметов Д.Р., Швайко В.Н. // Физика горения и взрыва, 2006, Т.42, №2, 116-120.

48. Белокуров, Г.М. Температура продуктов взрыва азида серебра / Белокуров Г.М., Тупицин Е.В., Алукер Д.Э., Гречин С.С., Нурмухаметов Д.Р. // Письма в журнал технической физики, 2006, том 32, вып. 1, с. 4548.

49. Алукер, Э.Д. Двустадийный характер взрывного разложения твердых энергетических материалов / Алукер Э.Д., Адуев Б.П., Кречетов А.Г., и др. // Химическая физика, 2006, т. 25, № 4, с. 38-41.

50. Алукер, Э. Д. Влияние радиационной обработки на кинетику взрывной проводимости азидов тяжелых металлов / Алукер Э. Д., Живов Е. А., Кречетов А. Г., Митрофанов А. Ю., Нурмухаметов Д. Р. // ФГВ том 32, вып. 1, с. 55-57.

51. Корепанов, В. И. Импульсная катодолюминесценция азидов тяжелых металлов / Корепанов В. И., Лисицын В. М., Олешко В. И., Ципилев В. П. // Письма в ЖТФ. 2002. Т. 28, вып. 24. С. 48-52.

52. Адуев, Б.П. Особенности взрывного разложения ТЭНа, инициированного электронным пучком / Б.П. Адуев, Г.М. Белокуров, С.С. Гречин, Е.В. Тупицин // Тезисы Международной конференции «VII Забабахинские научные чтения». Снежинск. - 2005. - С.50.

53. Адуев, Б.П. Радиолюминесценция кристаллов тетранитропентаэритрита при импульсном облучении пучками электронов / Адуев Б.П., Алукер Н. JL, Гречин С.С., Швайко В.Н. // Томск, ВИНИТИ. Per. № 1369-В2006 от 10.11.2006. -25с.

54. Адуев, Б.П. Взрывная люминесценция тетранитропентаэритрита, инициированная электронным пучком / Б.П. Адуев, Г.М. Белокуров, С.С. Гречин, Е.В. Тупицин // Письма в ЖТФ. 2004. - Т.ЗО. - вып.15. -С.91-95.

55. Адуев, Б.П. Взрывное разложение тетранитропентаэритрита, инициированное электронным пучком / Б.П. Адуев, С.С. Гречин, Г.М. Белокуров, Е.В. Тупицин // Доклады IX Международной конференцииv

56. Физико-химические процессы в ' неорганических материалах». -Кемерово.- 2004. Т.1. - С.272-273.

57. Адуев, Б.П. Взрывная люминесценция энергетических материалов при инициировании электронным пучком / Б.П. Адуев, Г.М. Белокуров, С.С. Гречин, Е.В. Тупицин // Известия ВУЗов. Физика. 2004. - вып. 12. -С.235-239.

58. Адуев, Б.П. Взрывное свечение монокристаллов ТЭНа, инициированного пучком электронов / Б.П. Адуев, Г.М. Белокуров, С.С. Гречин // Материалы 9-й международной научной конференции «Физика твердого тела». Караганда. - 2006. - С.80-81.

59. Адуев, Б.П. Исследование ранних стадий взрывного разложения кристаллов тетранитропентаэритрита при инициировании импульсными пучками. / Адуев Б.П., Белокуров Г.М., Гречин С.С., Швайко В.Н. // Известия ВУЗов. Физика. 2007. - Т.50. - вып.2. - С.3-9.

60. Пирс, Р. Отождествление молекулярных спектров /пер. англ., под ред. C.JI. Мандельштама, М.Н. Аленцева/ Пирс Р., Гейдон А. / М.: «Издательство иностранной литературы», 1949, 240 с.

61. Корепанов, В. И. Инициирование детонации тэна мощным электронным пучком / Корепанов В. И., Лисицын В. М., Олешко В. И., Ципилев В. П. // Письма ЖТФ 2003. Т. 29. - Вып. 16. - С. 23-28.

62. Oleshko, V.l. The threshold phenomena in pentaerytritol tetranitrate initiated by powerful electron beam. / Oleshko, V.l., Korepanov V.l., Lisitsyn V.M., Tsypilev V.P. // Изв. Вузов. Физика. 2006. - Т. 49. - №10. Приложение. - С. 204-207.

63. Олешко, В. И. О природе свечения, возникающего при облучении тетранитропентаэритрита электронным пучком / Олешко В. И., Корепанов В. И., Лисицын В. М., Ципилев В. П. // Физика горения и взрыва. 2007. Т. 43. - №5. - С. 87-89.

64. Таржанов, В.И. Предвзрывные явления при быстром инициировании бризантных взрывчатых веществ (обзор) / Таржанов В.И. // Физика горения и взрыва 2003, Т. 39, №6, С. 3-11.

65. Таржанов, В.И. Лазерное инициирование ТЭНа / Таржанов В.И., Зинченко А.Д., Сдобнов В.И. // Физика горения и взрыва. 1996. - Т.32. -№4.-С.113-119.

66. Под редакцией Таржанова, В.И. Быстрое инициирование ВВ. Особые режимы детонации. / Таржанов В.И. // Сборник научных статей. Изд. РФЯЦ-ВНИИТФ. Снежинск. 1998.

67. Bourn, N.K. On the laser ignition and initiation of explosives / N.K. Bourn // Proc. Roy. Soc. Lond. A. 2001. - Vol.457. - pp.126.

68. Галеев, И.А. Об отражательной способности ВВ / И.А. Галеев, Б.Н. Зайцев // Физика горения и взрыва. 1969. - Т.5. - №3. - С.447.

69. Иоффе, В.Б. Воспламенение аллюминийсодержащих конденсированных систем лазерным моноимпульсным излучением / В.Б. Иоффе, А.В. Долголаптев, В.Е. Александров, А.П. Образцов // Физика горения и взрыва. 1985. - Т.21. - №3. - С.51-55.

70. Yang, L.C. Detonation of insensitive high explosives by Q switched ruby laser / L.C. Yang, V.J. Menichelli // Appl. Phys. Lett. - 1971. - Vol.19. -№11.-pp.473.

71. Yang, L.C. Laser initiation of explosive devices / L.C. Yang, V.J. Menichelli, J.E. Earnest // National Defense Magazine. 1974. ~ Vol.58. - №322. -pp.344.

72. Таржанов, В.И. Инициирование ТЭНа с помощью взрываемой светом металлической пленки / В.И. Таржанов, А.Д. Зинченко, Б.Н. Смирнов // Физика горения и взрыва. 1996. - Т.32. - №2. - С.111-116.

73. Paisley, D.L. Laser-driven miniature flyer plates for shock initiation of secondary explosives // Shock Compression in Condensed Matter Ed. by S.C

74. Schmidt, R.D. Dick, J.W. Forbes, D.G. Tasker. Elsevier. - 1991. - pp. 825828.

75. Таржанов, В.И. Временные характеристики инициирования тэна лазерным излучением / Таржанов В.И., Зинченко А.Д., Токарев Б.Б., Волкова A.A., Санин И.В. // Физика горения и взрыва. 1977. Т.13. №5. -С. 760-766.

76. Быхало, А.И. Инициирование тэна мощным лазерным излучением / Быхало, А.И., Жужукало Е.В., Ковальский Н.Г., Коломейский А.Н. и др. // Физика горения и взрыва. 1985, №4. С. 110-113.

77. Зинченко, А.Д. Оптические характеристики некоторых порошкообразных ВВ / Зинченко А.Д., Погребнов А.И., Таржанов В.И., Токарев Б.Б. // Физика горения и взрыва. 1992. - Т.28, №5. - С. 80-87.

78. Зинченко А.Д. Лазерное воздействие на пористое ВВ без его инициирования / Зинченко А.Д., Сдобнов В.И., Таржанов В.И., и др. // Физика горения и взрыва. 1991. - Т.27., №2. - С. 97-101.

79. Карабанов, Ю.Ф. Зажигание твердых вторичных ВВ коротким импульсом ОКГ / Карабанов Ю.Ф., Афанасьев Г.Т., Боболев В.К. и др. // Химическая физика процессов горения и взрыва. Черноголовка. — 1977. -С. 97-101.

80. Ципилев, В.П. Дисс. докт.физ.-мат. Наук Томск / Томский гос. Университет, 2006. - 378 с.

81. Williams, F. Electronic states of solid explosives and their probable rol in detonation // Adv. Chem. Phys. 1971. - V. 21. - P. 289.

82. Дремин, A.H. К теории детонации // Хим. Физика. 1995. - Т.14. - №12. - С. 22-40.

83. Kuklja, М.М. An exitonic mechanism of detonation initiation in explosives / Kuklja M.M., Stefanovich E.V., Kunz A.V. // J. Chem. Phys. 2000. - V. 112. - №7. -P. 3417-3423.

84. Уокер, Ф. E. Сравнение классической и современной теории детонации // Хим. Физика. 1995. - Т.14. - №12. - С: 47-67.

85. Алукер, Э.Д. Влияние температуры на лазерное инициирование тетранитрата пентаэритрита / Алукер Э.Д., Кречетов А. Г., Лобойко Б. Г., и др. // Химическая физика, 2008, том 27, №5, С. 67-70.

86. Ng, W.L. Thermal, fracture, and laser-induced decomposition of pentaerythritiol tetranitrate / Ng W.L., Field J.E., Hauser H.M. // J. Appl. Phys. 59 (12), 15 June 1986, P. 3945-3952.

87. Соболев, B.B. высокочувствительные к лазерному воздействию составы / Соболев, В.В., Чернай A.B., Илюшин М.А. // Химическая физика горения и взрыва. XI симпозиум по горению и взрыву. II. Черноголовка. 1996. С. 80.

88. Илюшин М.А., Целинский И.В., Чернай A.B. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. Об-ва им Д.И. Менделеева), 1997, т.41. №4, С. 81-82. Илюшин М.А., Целинский И.В. // Ж. прикл. Химии, 2000, т. 73, вып. 8, с. 12331240.

89. Чернай, A.B. Лазерное инициирование взрывчатых составов на основе ди-(3-гидразино-4-амино-1,2,3-триазол)-медь(П)перхлората /• Чернай

90. A.B., Соболев, В.В., Чернай М.А., Илюшин М.А, Дугашек А. // Физика горения и взрыва, 2003, Т. 38,№3. С. 105-110.

91. Илюшин, М.А. Светочувствительные взрывчатые вещества и составы и их инициирование лазерным моноимпульсом / Илюшин М.А., Целинский И.В., Чернай A.B. // Российский химический журнал, Т 16, 1997., №4. С. 81-88.

92. Чернай, A.B. О механизме зажигания конденсированных вторичных ВВ лазерным импульсом // Физика горения и взрыва. 1996. Т.32, №1. С. 11-19.

93. Чернай, A.B. О механизме зажигания инициирующих взрывчатых веществ лазерным моноимпульсом // Физика и техника высоких давлений. 1997. Т.7, №4. С. 60-68.

94. Александров, Б. Е. Исследование особенностей воспламенения конденсированных сред с поглощающими добавками при концентрированном подводе лучистой энергии / Б. Е. Александров, А.

95. B. Долголаптев, В. Б. Иоффе, и др. // Физика горения и взрыва. 1983. Т. 19. №4. С. 17-20.

96. Орлова, Е.Ю. Химия и технология производства бризантных взрывчатых веществ / Е.Ю. Орлова // Л.: Химия. 1973. - 271с.

97. Детонация и взрывчатые вещества / под ред. A.A. Борисова М.: Мир.- 1981.-392с.

98. Pristera, F. Analysis of Explosives Using Infrared Spectroscopy / F. Pristera, M. Halik, A. Castelli, W. Fredericks // Anal.Chem. 1960. - Vol.32.- №4. pp.495-508.

99. A.c. 2004610837 от 05.04.04 РФ, РОСПАТЕНТ. Управление фотохронографом «Взгляд-2А» Сервер (Sight-2A Server) / В.Н. Швайко.

100. A.c. 2004610835 от 05.04.04 РФ, РОСПАТЕНТ. Управление фотохронографом «Взгляд-2А» Клиент (Sight-2A Client) / В.Н. Швайко.

101. A.c. 2004610836 от 05.04.04 РФ, РОСПАТЕНТ. Управление фотохронографом «Взгляд-2А» Обработка (Sight-2A Processing) / В.Н. Швайко.

102. Воробьев, A.A. Центры окраски в щелочно-галоидных кристаллах / A.A. Воробьев // Изд. ТГУ, Томск, 1968. С. 390.

103. Адуев, Б.П. Роль ударных волн при инициировании взрыва тетранитропентаэритрита импульсным пучком электронов / Адуев Б.П., Белокуров Г.М., Гречин С.С., Пузынин A.B. // Химическая физика. — 2010. Т.29. - № 6. - С.54-57.

104. Афанасьев, Ю. В. Физика высоких плотностей энергии / Афанасьев Ю. В., Крохин О. Н. //Под ред. Кальдиролы П. и Кнопфеля Г. М.: Мир, 1974.

105. Нелюбина, Н.В. Образование и гибель продуктов в гамма -облученном тетранитропентаэритрите / Нелюбина Н.В., Адуев Б.П., Пак

106. B.Х. // Фундаментальные проблемы материаловедения, 2008, №3, с 1719.

107. Stanton, J.F. On the vibronic level structure in the NO3 radical. I. The ground electronic State // J. Chemical Physics. 2007. - V.126. - №13. -134309 (20 pages).

108. Балычев, И.Н. Мощная эмиссия при импульсном облучении диэлектриков электронными пучками большой плотности/ Балычев И.Н., Вайсбурд Д.И., Геринг Г.И. // Известия ВУЗов. Физика. 1975. №3.1. C.157-158.

109. Физика взрыва / Под. ред. Л.П. Орленко. изд. 3-е, испр., в 2т. T.l. М.: «Физматлит», 2004.

110. Тролов, В.Т. Введение в радиационную физику твердого тела / Тролов В.Т. // Снежинск, Изд. РФЯЦ ВНИИТФ, 2007, С.208.

111. Алукер, Э.Д. Быстропротекающие радиационно-стимулированные процессы в щелочно-галоидных кристаллах //Алукер Э.Д., Гаврилов В.В., Дейг Р.Г., Чернов С.А. // Рига, «Зинатне», 1987, С. 183.

112. Dreger Z.A., Gruzdkov Y.A., Dick J.J. // J.Phys.Chem. В. 2002, 106, pp. 247-256.

113. Адуев, Б. П. Влияние добавок наночастиц монокарбида никеля на чувствительность тетранитропентаэритрита к лазерному воздействию / Адуев Б. П., , Нурмухаметов Д. Р., Пузынин A.B. // Химическая физика, 2009. Т.28, №11, С.50-53.

114. Адуев, Б. П. Лазерное инициирование смеси тэна с наночастицами NiC при повышенных температурах / Адуев Б. П., Нурмухаметов Д. Р., Пузынин A.B. // Химическая физика, 2009. Т.28, №11, С.50-53.

115. Адуев, Б.П. Лазерное инициирование взрывного разложения смеси тетранитропентаэритрита и наночастиц Ni-C / Адуев Б.П., Нурмухаметов Д.Р., Пузынин A.B. // В кн. Современные проблемы химической и радиационной физики / под ред. Ассовского И.Г. Берлина152

116. A.A. Манелина Г.Б. Мержанова А.Г. Москва. Черноголовка: ОИХФ РАН.-2009.-С.295-298.

117. Адуев, Б.П. Механическая смесь тетранитропентаэритрита и наночастиц nie как новый материал с регулируемой чувствительностью к лазерному излучению / Адуев Б.П., Нурмухаметов Д.Р., Пузынин A.B. // Химия XXI век Кемерово 2009 г. - С. 69-70.

118. Борисёнок В.А., Бельский В.М. // Тр. Международной конференции «IX Харитоновские тематические чтения», Саров: РФЯЦ ВНИИЭФ, 2007. С. 56.

119. Ассовский, И.Г. //Физика горения и внутренняя баллистика М.: Наука, 2005, 357с.

120. Бекстед, М.В. Математическое моделирование горения одиночной алюминиевой частицы / Бекстед М.В., Лианг У., Паддуппаккам К.В. // Физика горения и взрыва, 2005, Т.41, №6, С. 15-33.