Селективное фотоинициирование взрывного разложения тетранитрата пентаэритрита

Тупицын, Александр Викторович

Селективное фотоинициирование взрывного разложения тетранитрата пентаэритрита тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

Тупицын, Александр Викторович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Кемерово МЕСТО ЗАЩИТЫ

2010 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.04 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Селективное фотоинициирование взрывного разложения тетранитрата пентаэритрита»

Автореферат диссертации на тему "Селективное фотоинициирование взрывного разложения тетранитрата пентаэритрита"

004616271

На правах рукописи

Тупицын Александр Викторович

СЕЛЕКТИВНОЕ ФОТОИНИЦИИРОВАНИЕ ВЗРЫВНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ ТЕТРАНИТРАТА ПЕНТАЭРИТРИТА

(Специальность 02.00.04 - физическая химия)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Кемерово 2010

- 9 ш 2010

004616271

Работа выполнена на кафедре физической химии, ГОУ ВПО «Кемеровский Государственный Университет».

Научный руководитель

доктор физико-математических наук, Кречетов Александр Георгиевич

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Михайлов Юрий Иванович

кандидат физико-математических наук, доцент

Кузьмина Лариса Владимировна

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Иркутский Государственный Университет».

Защита состоится « 24 » декабря 2010 г. в «1022» 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 «23» ноября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.088.03 доктор физико-математических наук

Кречетов А.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований.

Одним из перспективнейших направлений повышения безопасности взрывных работ, в частности, в горнодобывающей промышленности, является использование технологий лазерного инициирования, способных обеспечить исключение возможности срабатывания системы инициирования в несанкционированных случаях и ее гарантированное срабатывание в санкционированных.

В подавляющем большинстве фундаментальных работ по лазерному инициированию энергетических материалов, как правило, обращается внимание только на одно свойство лазерного излучения: возможности концентрирования на образце больших плотностей энергии инициирующего импульса.

При этом обычно не учитывается роль спектрального фактора, т.е. длины волны инициирующего излучения. Это обстоятельство наиболее отчетливо проявляется при анализе общепринятых моделей лазерного инициирования: нагрев непрозрачных включений (горячие точки), световой пробой и т.д.

Однако существует интересная возможность, для реализации которой принципиальное значение имеет именно длина волны инициирующего излучения: селективное фотоинициирование, т.е. фотосоздание активных частиц, обеспечивающих развитие реакции взрывного разложения на начальных стадиях. Поэтому поиск эффектов, свидетельствующих о возможности реализации такого механизма лазерного инициирования, несомненно, представляет большой интерес, как в фундаментальном плане, так и в практическом аспекте.

Цели и задачи работы.

Целью работы является поиск условий реализации режима селективного лазерного инициирования тетранитрата пентаэритрита (тэна) и экспериментальное исследование процессов, происходящих в тэне в указанном режиме инициирования.

Для достижения указанной цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Экспериментально определить оптические характеристики и пороги инициирования тэна при варьировании температуры образца и длин волн лазерного излучения.

2. Экспериментально определить влияние температуры и плотности энергии инициирования на длительность предвзрывной стадии процесса взрывного разложения тэна.

Научная новизна.

1. Обнаружен селективный характер воздействия лазерного излучения на длине волны 1060 и 530 нм на образцы тэна с открытой поверхностью при повышенных температурах.

2. Обнаружена слабая полоса поглощения тэна (~ 0,01 см'1) с максимумом на 1020 нм и установлена независимость этой полосы от температуры в интервале 210 - 373 К.

3. Установлено наличие термоактивационной стадии процесса взрывного разложения тэна при лазерном инициировании на 1060 нм с энергией активации 0,4 эВ.

4. Впервые получены экспериментальные данные по влиянию температуры и плотности энергии инициирования на длительность предвзрывной стадии процесса взрывного разложения тэна с открытой поверхностью.

5. Предложена феноменологическая модель фототермического инициирования тэна короткими лазерными импульсами.

Практическая значимость.

Полученные в исследовании экспериментальные данные по спектрам экстинкции тэна носят справочный характер и могут быть использованы в статьях, обзорах и монографиях по данной тематике.

Результаты работы могут быть использованы для направленного регулирования чувствительности тэна к действию лазерного излучения без изменения чувствительности к ударному инициированию.

Защищаемые положения.

1. Характер одновременного действия лазерного излучения и повышения температуры образцов тэна с открытой поверхностью селективно зависит от длины волны источника возбуждения.

2. Взрывное разложение образцов тэна с открытой поверхностью, инициированное лазерным излучением с длиной волны 1060 нм, включает термоактивационную стадию с энергией активации 0,4 эВ.

3. Феноменологическая модель селективного фотоинициирования, основанная на предположении о фототермической диссоциации молекул тэна, адекватно описывает экспериментально установленные зависимости порога инициирования и длительности предвзрывной стадии от температуры тэна.

Апробация работы Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на Международных и российских конференциях: XIV симпозиум по горению и взрыву (Черноголовка-Москва, 2008), XI и XII Международная школа-семинар по люминесценции и лазерной физи-ке(Иркутск,2008,2010), New Trends in Research of Energetic Materials, Pardubice, Czech Republic, 2009, 14th International Conference on Radiation Physics and Chemistry of Inorganic Materials, Astana, Kazakhstan, 2009, 15-я и

16-ая Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых учёных (Кемерово-Томск,2009, Волгоград 2010), Забабахинские научные чтения X Международная конференция (Снежинск, 2010).

Публикации По теме диссертации опубликовано 14 работ, из них 4 публикации в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 111 страницы, в том числе 5 таблиц и 31 рисунок. Список литературы включает 138 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава представляет собой литературный обзор.

Приводятся литературные данные по взрывному разложению взрывчатых веществ (ВВ) при лазерном воздействии. Рассмотрены существующие методы исследования, основные закономерности и модели лазерного инициирования бризантных взрывчатых веществ (БВВ). Исходя из анализа литературных данных, определен предмет исследования.

Вторая глава посвящена методике и технике эксперимента. Дана характеристика исследуемых образцов. Исходным материалом для исследований служил порошкообразный тетранитрат пентаэритрита (тэн) с дисперсностью ~ Юмкм. Приведено описание используемого для инициирования взрыва исследуемых образцов импульсного лазера на стекле с неодимом, работающего в режиме модулированной добротности (1060 нм, 3 Дж, 20 не),

Описана процедура измерения порога взрывного разложения образцов при импульсном лазерном воздействии и обработки экспериментальных результатов по этому направлению иследований.

Приведены схемы установок для измерения временных параметоров взрывного разложения тэна, с помощью которых определялась длительность предвзрывной стадии. Приведены схемы экспериментальных ячеек для всех групп экспериментов. Кратко описаны технические характеристики спектрофотометра иУ-3600 фирмы 5Н1МА02и, применяемого для измерений спектров экстинкции с точностью до ге = 0,003 см"1. Для проведения исследований по влиянию температуры образцов на их оптические характеристики спектрофотометр дополнительно оснащен специально разработанной вакуумированной термостатированной ячейкой на основе термоэлектрического элемента, позволяющей изменять температуру образцов в интервале 173-К373 К.

Третья глава посвящена исследованию влияния энергии инициирования и температуры образца на эффективность инициирования и длительность предвзрывной стадии.

Инициирование открытой поверхности образца осуществлялась импульсным лазером на фосфатном стекле, активированном неодимом. Использован одномодовый ТЕМоо режим генерации с модуляцией добротности при следующих выходных параметрах излучения: X = 1,06 мкм, т0-5 = 20 не, Е = 3 Дж. Лазерный пучок формировался с помощью линзы в пятно, диаметром 4 мм.

Эксперименты проводились в обычных атмосферных условиях. Измерялась зависимость вероятности взрыва от плотности энергии инициирующего импульса при различных температурах образца.

Основной экспериментальный результат этих исследований: лазерное инициирование при Х= 1060 нм открытой поверхности тэна при повышенных температурах приводит к взрыву образца. Минимальная температура, при которой удалось наблюдать взрыв при инициировании открытой поверхности 373 К. Примеры зависимости вероятности взрыва от плотности энергии инициирующего импульса при различных исходных температурах образцов приведены на рис.1.

Рис. 1. Примеры зависимостей вероятности взрыва от плотности энергии инициирующего импульса: 1 - 373 К, 2 - 393 К, 3 - 410 К, 4 - 420 К,5 - 450 К аппроксимация по формуле 6 Кривые имеют отчетливо выраженный пороговый характер. Видно, что с ростом температуры кривые смещаются в сторону более высоких плотностей энергии инициирующего импульса.

Обработка экспериментальных данных рис. 1 проводилась по методике, в основе которой лежит метод наибольшего правдоподобия.

350 400 450

1п\уц б

•

1/т

122 мвй 0,0026 0,0028

Рис. 2 Температурная зависимость порога Рис. 3 Температурная зависимость Ш0.5(Т) в инициирования \Vo.5 полулогарифмических координатах

Количественные характеристики этого эффекта представлены на рис. 2 в виде зависимостей порога инициирования \У0 5 от температуры Т. Видно что эти кривые достаточно хорошо спрямляется в полулогарифмических координатах (1п W от 1/Т) и дает значение энергии активации Е = 0,4±0,05 эВ (рис. 3).

Следует обратить внимание на весьма существенное обстоятельство: в области температуры плавления (ТПЛ = 414К) не наблюдается каких либо особенностей в полученных температурных зависимостях, т.е. фазовый переход не сказывается на актуальных для инициирования процессах. Данный факт подтверждается измерениями вероятности взрыва при Т1=405 К и Т2=420 К, проведенными на увеличенном до 20 количестве образцов.

Все эти результаты относятся к инициированию первой гармоникой. Попытки же инициировать взрыв образца с открытой поверхностью импульсами второй гармоники даже при максимальных температурах и плотностях энергии инициирующего импульса (Т = 440 К, W = 8 Дж/см2) не увенчались успехом.

Рассмотрим теперь, с чем может быть связано появление возможности лазерного инициирования тэна с открытой поверхностью при повышении температуры образца.

Обсудим прежде всего простейшую возможность: при повышении исходной температуры образца - Т0 нагрев образца инициирующим импульсом ДТ оказывается достаточным для достижения температуры вспышки Твсп, т.е. начинает выполняться условие Т0+А1^ТКП. Простые оценки показывают, что при актуальных объемных плотностях поглощенной энергии первой гармоники (1 Дж/см3) величина АТ не превышает ~1 К, т.е. это условие не выполняется. Можно попытаться, конечно, привлечь представления о нагреве до Т^Твсп в «горячих точках», т.е. непрозрачных включениях, полностью (или, во всяком случае, достаточно сильно) поглощающих энергию лазерного излучения . Однако, при этом придется предположить достаточно необычную селективность поглощения этих включений: сильное поглощение первой гармоники, приводящее к взрыву, и слабое поглощение второй гармоники, не

приводящее к взрыву. Такое предположение крайне трудно обосновать. Кроме того, термоактивационный характер зависимости W(T) (рис. 2,3) также не находит объяснения в рамках этого предположения.

Наиболее простое и логичное, на наш взгляд, объяснение заключается в том, что процесс инициирования включает в себя термоактивированную стадию. В этом случае повышение Т0 ускоряет развитие процесса, и приводит к тому, что «досрочный» выброс вещества из зоны реакции (которому обычно препятствует «закрытие» поверхности), не успевает произойти.

Предложенное объяснение подтверждается также характером температурных зависимостей вероятности взрыва и пороговой энергии инициирования (рис. 1,2), свидетельствующих о наличии термоактивированного процесса с энергией активации 0,4 эВ.

Показательна в этом плане также величина полученной энергии активации Е = 0,4 эВ. Предположим, что эта энергия соответствует чисто тепловому инициированию взрыва. Оценим в этом случае время жизни тэна при комнатной температуре, т.е. среднее время его хранения при комнатной температуре до самопроизвольного взрыва. Для случая термоактивированных процессов температурная зависимость времени жизни т дается выражением

где Е - энергия активации, к - постоянная Больцмана, Т — температура, т0 -константа.

Отношение времен жизни г, и т2 при различных температурах Т1 и Т2 согласно (1) будет:

Используя (2), оценим отношение времен жизни тэна при комнатной температуре - Х\ и температуре вспышки — г2. В этом случае Т1 = 300 К, Т2 = 488 К, Е = 0,4 эВ и из (3.8) получаем: т/г¡=100.

Приняв для времени жизни при температуре вспышки разумное значение Т2=Ю0 с получаем, соответственно, совершенно не разумное значение для времени жизни при комнатной температуре Т]=104 с. Следовательно, полученное значение энергии активации также противоречит представлению о чисто тепловом механизме инициирования.

Таким образом, полученные экспериментальные данные свидетельствуют о двустадийности процесса инициирования.

Одной из важных проблем является поиск путей управления величиной пороговой энергии лазерного инициирования. В связи с этим представляется достаточно интересной сильная температурная зависимость пороговой энергии инициирования тетранитрата пентаэритрита (тэн), обнаруженная при инициировании первой гармоникой (1060 нм) неодимового лазера.

Термоактивационный характер этой зависимости свидетельствует об участии термически активированных процессов в процессе инициирования и

(1)

(2)

в начальных стадиях реакции взрывного разложения. Информацию об этих начальных стадиях обычно получают при исследованиях предвзрывных процессов, происходящих еще на твердофазной стадии реакции взрывного разложения, т.е. до начала диспергирования образца. Первым шагом при этом является определение длительности предвзрывной стадии и изучение влияния на нее условий инициирования.

Обнаружение зависимости эффективности инициирования от температуры (рис. 2) ставит закономерный вопрос о возможном влиянии температуры на начальные стадии реакции взрывного разложения.

В данной работе мы ограничились простейшим вариантом реализации этого подхода - измерением длительности предвзрывной стадии при различных условиях эксперимента.

При определении длительности индукционного периода - Ъ, мы использовали два метода: фиксация моментов начала перекрывания зондирующего луча лазера разлетающимися продуктами взрыва и появления вспышки взрывного свечения (рис. 4).

Оба метода дают близкие результаты, однако, обращает на себя внимание интересная закономерность: сигнал, связанный с началом разлета продуктов взрыва (ПВ) все-таки несколько опережает вспышку взрывного свечения. Наиболее вероятное объяснение этого эффекта - температура ПВ на начальных стадиях разлета недостаточна для появления взрывного свечения, однако в процессе разлета она повышается и достигает значений, достаточных для регистрации вспышки этого свечения. Для этого, на начальных стадиях разлета ПВ должна идти экзотермическая реакция, обеспечивающая необходимый нагрев ПВ. Такой нагрев на стадии разлета ПВ наблюдался ранее в азидах тяжелых металлов.

МКС -1

Рис.4 Измерение длительности предвзрывной стадии.

а - оценивалась по промежутку времени между инициирующим импульсом и появлением свечения продуктов взрыва.

б - оценивалась по перекрыванию излучения зондирующего Не-№ лазера, проходящего непосредственно над поверхностью образца, разлетающимися продуктами взрыва.

Исследовались зависимости длительности предвзрывной стадии ^ от плотности энергии инициирования и исходной температуры образца. Примеры таких зависимостей приведены на рис. 5 и 6.

инициирования на длительность

предвзрывной стадии.

А - экспериментальные точки; линии - аппроксимация выражением (12) при т = 1 мкс, Е = 0,4 эВ, N//00 = Ю"3 Дж/см

1.5 Дж/см1

18 Дж/см1

Т,К

3S0 380 410 440

Рис. 6 Влияние температуры образца Т на длительность предвзрывной стадии при постоянной энергии инициирования W

.•, А - экспериментальные точки; линии - аппроксимация выражением (12) при т = 1 мкс, Е = 0,4 эВ, N//cto = 10"3 Дж/см2

Обращает на себя внимание значительно более слабая температурная зависимость длительности предвзрывной стадии (рис. 5), по сравнению с температурной зависимостью пороговой плотности энергии инициирования (рис. 6): например, при изменении температуры от 373 К до 440 К порог инициирования падает в 6 раз, а длительность индукционного периода в ~ 2 раза.

В четвертой главе проведен анализ экспериментальных данных, описаны данные по измерению поглощения тэном.

Неожиданным с точки зрения "энергетического" подхода к проблеме лазерного инициирования оказался отрицательный результат попыток инициирования взрыва второй гармоникой т.е. наблюдается явное различие эффективности инициирования при длинах волн 1060 и 530 нм, что, свидетельствует о селективности процесса инициирования.

В связи с этим возникает вопрос о доле энергии инициирующего импульса, поглощаемой в образце при инициировании различными гармониками.

Для грубой оценки доли энергии инициирующего импульса, поглощаемой в образце, было проведено зондирование расплава первой и второй гармониками (1064 нм, 30 пс, 30 мДж/см2 и 532 нм, 30 пс, 0,3 мДж/см2.) УАС:Ш 3+ лазера, при котором измерялась энергия падающего и прошедшего сквозь образец излучения. При таком пикосекундном зондировании мощность зондирующих импульсов превышала мощность инициирующих нано-секундных импульсов (это могло бы оказаться весьма существенным в случае наличия нелинейных эффектов в поглощении). Однако, из-за малой длительности импульсов, экспозиция при таком зондировании была ниже поро-

говой. Поэтому при зондировании образец не взрывался, что значительно упрощало проведение экспериментов.

Оказалось, что ослабление зондирующего пучка при 1064 нм и при 532 нм практически совпадало и не превышало ~ 10 %, причем эта величина определялась, в основном, рассеянием света в образце. Аналогичный результат получен и при экспозиции, соответствующей взрыву тэна. Т.о., в опытах по зондированию различия в поглощении излучения первой и второй гармоник обнаружить не удалось. Отрицательный результат этих достаточно грубых опытов побудил нас приступить к прецизионному исследованию спектров поглощения специально отобранных по оптическим характеристикам монокристаллов тэна с целью поиска в них особенностей, которые можно было бы связать с обнаруженным различием в эффективности инициирования первой и второй гармониками. Измерения проводились на спектрофотометре БЫтасЬи ЦУ-ЗбОО.

Эти исследования позволили обнаружить в спектрах экстинкции тэна слабую полосу с максимум в районе ~ 1020 нм и коэффициентом поглощения х < 0,01 см'1 (рис. 8).

X, нм

Рис. 7 Спектры экстинкции Рис. 8 Спектры экстинкции монокристалла тэна при 300 К, обзорный монокристалла тэна в районе

~ 1020 нм

Контрольные опыты показали, что при изменении температуры образца в интервале 210 370 К эта полоса, практически, не изменялась.

Подчеркнем, что первая гармоника попадает в область обнаруженной полосы, что дает основание полагать, что различие эффективностей инициирования первой и второй гармониками связано с селективным поглощением именно в этой полосе.

Возникает вопрос о последовательности фото- и термоиндуцированных стадий в нашем случае, т.е. о фототермическом или термооптическом характере инициирования. Можно предположить, что фотоиндуцированный про-

цесс связан с полосой поглощения с максимумом в районе 1020 нм. В исследованном температурном интервале поглощение в этой полосе, практически, не меняется. Поэтому можно сделать вывод о том, что фотовозбуждение происходит из основного состояния, заселенность которого не зависит от температуры. Следовательно, инициирование, скорей всего, представляет собой фототермический процесс: фотовозбуждение и последующий термически активированный переход из фотовозбужденного состояния в актуальное состояние, обеспечивающее продолжение реакции.

Таким процессом могло бы быть, например, фотовозбуждение молекулы тэна и последующий термораспад возбужденного состояния, в частности отщепление группы М02.

В этом плане следует еще раз подчеркнуть следующее обстоятельство. Полученные экспериментальные зависимости (рис. 2) не имеют, каких либо особенностей в области температуры плавления. Данный факт можно рассматривать в качестве серьезного довода в пользу того, что актуальные для инициирования процессы происходят на внутримолекулярном уровне. Учитывая относительную слабость межмолекулярного взаимодействия в рассматриваемой системе это представляется достаточно естественным.

Обнаруженное различие эффективностей инициирования первой и второй гармониками не находит объяснения в рамках традиционных «энергетических» (горячие точки, световой пробой) механизмов лазерного инициирования. Следует заметить также, что обнаруженная селективность инициирования при 1060 нм согласуется с данными по инициированию рубиновым лазером (693 нм) даже при экспозиции ЗОДж/см2 не удаётся взорвать расплав тэна с открытой поверхностью, в то время, как по нашим данным, порог инициирования при 1060 нм в этом случае не превышает 0.5 Дж/см2. С точки зрения же селективного механизма фотоинициирования наблюдаемая селективность находит естественное объяснение: только первая гармоника неодимового лазера (1060 нм) попадает в актуальную полосу поглощения (рис. 7), что и позволяет реализовать в этом случае гораздо более экономный режим резонансного фотоинициирования.

Также в 4 главе описана феноменологическая модель фототермического инициирования взрывного разложения тэна, хорошо согласующаяся с полученными в работе экспериментальными данными.

Основные закономерности, выявленные при экспериментальном изучении исследуемых процессов, которые можно положить в основу обсуждения проблемы:

1. При сильной зависимости вероятности взрыва от энергии инициирующего импульса и исходной температуры образца (Рис 1), зависимость длительности индукционного периода от этих параметров оказывается достаточно слабой (Рис. 5,6).

1 W. L. Ng, J. E. Field, H. M. Hauser. Thermal, fracture, and laser-induced decomposition of pentaerythritol tetranitrate. J. Appl. Phys. / Volume 59 / Issue 12

2. Сильная зависимость эффективности инициирования от исходной температуры образца характерна именно для лазерного инициирования. При ударном же инициировании исходная температура образца, практически, не сказывается на эффективности инициирования.

Наиболее простое объяснение этих закономерностей: наблюдаемые температурные зависимости определяются влиянием температуры на первичный акт фотоинициирования (образование активной частицы при поглощении фотона). Зависимостью же от температуры последующих стадий процесса (размножение активных частиц) в первом приближении можно пренебречь.

С учетом вышеизложенного, попытаемся построить феноменологическую модель начальных стадий реакции, в основу которой положим следующие предположения.

1. На предвзрывной (твердофазной) стадии реакции размножение активных частиц (например, радикалов М02) описывается экспоненциальной зависимостью, характерной для цепных реакций:

^ = ^„ех р(//т) (3),

где Л'о и N - начальная и текущая концентрации активных частиц, т -характерное время развития реакции, I - время, отсчитываемое от момента инициирования

2. Критическими параметрами, определяющими возможность зарождения реакции, описываемой выражением (3), и ее прекращение, наступающее при диспергировании образца, являются средние концентрации активных частиц:

• Мтш - пороговая (минимальная) концентрация, создаваемая инициирующим импульсом (выражение (3) справедливо только при N0 >

, при N0 < Н™ реакция затухает);

• Лшах - предельная (максимальная) концентрация, при которой происходит взрыв, т.е. диспергирование образца, приводящее к прекращению размножения активных частиц по закону (3).

Предполагается, что и Л^ не зависят от температуры и энергии инициирования.

3. Начальная концентрация активных частиц прямо пропорциональна экспозиции инициирования - Н:

ЛГ0=а Я;^п=аЯтп (4),

где а - коэффициент пропорциональности, Нт\п - минимальная экспозиция инициирования.

В рамках этих предположений длительность индукционного периода -г, - это время, в течение которого концентрация N достигает предельного значения Л^, т.е. с учётом (3) и (4):

Зависимость же вероятности взрыва - р от экспозиции инициирования можно получить из следующих простых соображений.

При увеличении создаваемой инициирующим импульсом концентрации активных частиц Л'о на с1ЛГ0, уменьшение вероятности «выживания» образца, т.е. того, что он не взорвётся -Аг пропорциональна тому, что он «выжил» ранее (при концентрации Л'о) и величине приращения концентрации - <Ш0, т.е. -сЗг = Ргс1Ло, где Р - коэффициент пропорциональности.

Интегрируя это уравнение при условии г = 1 при N0 < Л^п и, учитывая, что вероятность взрыва р = 1 - г, а также (4), получаем:

р=1_е-0<"-Ятт> (6)

Выражение (6) достаточно хорошо описывает экспериментальные данные в интервале значений р = 0,2 + 0,8 (рис. 1), т.е. в «рабочем» диапазоне

РИз (6) и (4) для порога инициирования Я05, обеспечивающего 50% вероятность взрыва, т.е. р = 1/2, получаем:

Н -Л

0,5 ~ —

(7),

^ »г 'п2

где А = Л*. +-.

" гп1п р

Если необходимой стадией процесса инициирования является термически активированный переход в актуальное состояние, например термоактивированная диссоциация фотовозбуждённой молекулы тэна, приводящая к образованию радикала N02, то:

кТ

а = а0е " (8)

В этом случае из (6,8) можно получить выражения, допускающие сопоставление с экспериментальными зависимостями, представленными на рис. 1:

р = 1-ехр [-В(Н-Нш)еакт]

(9),

где В = а0(3 где Но = Л^тш/а0

,Е/кТ

Нт,„ - Но-е

где £) = —

а„

1п2

. ^ Е ч а „Я кТ

(Ю), (П),

(12)

Выражения (9)-(12) достаточно хорошо описывают весь набор экспериментальных результатов, причём при одном и том же значении энергии активации (0,4 ± 0,05 эВ), что представляется весьма существенным в плане адекватности предложенной модели.

Для проверки же применимости выражения (12) для описания экспериментальных данных по зависимости длительности индукционного периода

от плотности энергии инициирования и исходной температуры образца преобразуем его к более удобному для анализа виду: При Т=соп51: ¿,=С,-С21п^,где

С,=г

, М, Е 1п—+ — ап кТ

С2=т

При W=const: /,=С3+^-,где

С, = г

\n-l--lnW

(13)

(14)

С4 =

тЕ

Экспериментальные зависимости ^ от плотности энергии инициирования и температуры спрямляются в соответствующих координатах (рис. 9,10), т.е. выражение (5) и (6), а, следовательно, и выражение (4) могут быть использованы для описания экспериментальных результатов.

Рис. 9 Влияние экспозиции Рис. 10 Влияние температуры образца Т на

инициирования на длительность длительность предвзрывной стадии, предвзрывной стадии.

Следует обратить внимание на важное обстоятельство. В выражения для констант Н0 и С1 - С4 входят в различных комбинациях одни и те же параметры: т, Е, N^0, N//00.

Значение же констант Но и С1 - С4 могут быть определены по экспериментальным зависимостям (рис. 8,9), что позволяет оценить эти параметры. Важно, что результаты этих оценок оказываются самосогласованными: т « 1 мкс, Е = 0,4 эВ, Нл/ао ~ 10"5 Дж/см"2, М/а0 ~ 10"3 Дж/см"2.

Используя значения 1^т/ао и N/00 можно оценить максимально возможное увеличение концентрации активных частиц на предвзрывной стадии: Н/Мга ~ 100, что соответствует очень небольшой длине цепи - всего несколько звеньев.

При увеличении плотности энергии инициирования (Ы0 > >1т) длина цепи уменьшается и может быть оценка по данным рис. 4, как ^т.

Стоит также подчеркнуть, что если инициирующий импульс сразу создает концентрацию активных частиц равную, или большую критической (N0 > Л^тах), то предвзрывные процесс отсутствуют, т.е. ^ = 0 и, следовательно область существования предвзрывных процессов: N^„<N0

Значение плотностей энергии инициирования, при которых реализуется такой режим «мгновенного взрыва», т.е. отсутствует предвзрывная стадия, могут быть получены экстраполяцией зависимостей рис. 3 до пересечения с осью абсцисс.

Используя (3), (4), (8), можно перейти от значений критических

концентраций, ограничивающих область существования предвзрывной

стадии — Л^.ш и Л^ах. к значениям граничных экспозиций инициирования -

Нтт и Нтах, соответствующих этим концентрациям:

1пЯт1 =1п

«тип + —

«0 кТ

N : Е

шах + —

«0 кТ

(15)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ.

1. Обнаружена слабая полоса поглощения тэна (~ 0,01 см'1) с максимумом на 1020 нм и установленная независимость этой полосы от температуры в интервале 210 - 373 К.

2. Обнаружено, что при повышенных температурах действие лазерного излучения на 1060 нм приводит к взрыву образцов тэна с открытой поверхностью при низких порогах инициирования.

3. Экспериментально определены пороги лазерного инициирования тэна при инициировании лазерным излучением на 1060 нм в интервале температур 373-450 К. Установлено, что порог инициирования в зависимости от температуры образца изменяется от 0,5 Дж/см2 при 450 К до 3 Дж/см2 при 373 К.

3. В результате анализа данных по пороговым характеристикам установлено, что процесс взрывного разложения тэна при импульсном лазерном инициировании включает термоактивационную стадию с энергией активации 0,4 эВ.

4. Установлено, что при действии лазерного излучения на 530 нм с плотностью энергии до 8 Дж/см2 при Т=450 К инициирования взрыва тэна не происходит.

5. Определены зависимости предвзрывной стадии взрывного разложения тэна от температуры и энергии инициирования. В частности установлено, что длительность предвзрывной стадии в интервале температур 373-450К при плотности энергии инициирования 18 Дж/см2 на 1060 нм изменяется от 2,5 до 1.5 мкс.

6. Предложена феноменологическая модель фототермического лазерного инициирования тэна. Предложенная модель хорошо согласуется с полученными в работе экспериментальными данными.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

[1] Алукер Э.Д., Алукер H.JI., Кречетов А.Г., Белокуров Г.М., Тупицын A.B., Нурмухаметов Д.Р. Лазерное инициирование тетранитрата пентаэритрита при повышенных температурах. Известия ВУЗов. Физика. -

2008, — Т.52. — № 12/3.-С.30-35.

[2] Edward Aluker, Alexander Krechetov, Denis Nurmukhametov, Alexander Tupitsyn Temperature dependencies of laser initiation of PETN, // New Trends in Research of Energetic Materials, Part II, Pardubice, Czech Republic,

2009, pp. 388-392.

[3] Э.Д. Алукер, А.Г. Кречетов, Д.Р. Нурмухаметов, A.B. Тупицын Длительность предвзрывной стадии при лазерном инициировании тетранитрата пентаэритрита // Письма ЖТФ, 2009, том 35, вып. 22, с. 55-61.

[4] Э.Д. Алукер, H.JI. Алукер, Г.М. Белокуров, А.Г. Кречетов, А.Ю. Митрофанов, Д.Р. Нурмухаметов, A.B. Тупицын, Лазерное инициирование тетранитрата пентаэритрита // Известия ВУЗов. Физика. - 2009. - Т.52. — № 8/2. — С.256-258.

[5] Э.Д. Алукер, Н.Л. Алукер, Г.М. Белокуров, А.Г. Кречетов, Б.Г. Лобойко, Д.Р. Нурмухаметов, A.B. Тупицын, В.П. Филин Эффективность лазерного инициирования и спектры поглощения тэна // Химическая физика,

2010, Т. 29, №1, С. 49-52.

[6] Е. D. Aluker, N. L. Aluker, G. M. Belokurov, A. G. Krechetov, A. Y. Mitrofanov, D. R. Nurmukhametov, and A. V. Tupitsyn. Laser Initiation of PETN // Energetic Materials: Chemistry, Hazards, and Environmental Aspects. Novapublishers: New York, 2010. pp.213-227.

Кроме перечисленных монографии и статей по теме диссертации опубликовано 8 печатных работ (тезисы докладов на Международных и Всероссийских конференциях и симпозиумах, перечисленных в пункте «Апробация работы»).

Подписано в печать 18.11.2010 Гарнитура «Times New Roman». Печать ризографная. Формат 60x84/16. Усл.печ.л. 1,25. Заказ № 542. Тираж 120 экз.

Отпечатано в типографии ООО «Фирма ПОЛИГРАФ», 650000, г. Кемерово, ул. 50 лет Октября, 11-614 Тел. 34-65-95

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Тупицын, Александр Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. Лазерное инициирование бризантных взрывчатых веществ (обзор литературы).

1.1. Световое инициирование энергетических материалов

1.3. Основные закономерности лазерного инициирования взрывчатых

2.3. Измерение вероятности взрыва

2.4. Измерение длительности предвзрывной стадии

2.5. Лазерное зондирование и спектры экстинции

2.6. Основные результаты главы

Глава ill. Влияние энергии инициирования и температуры образца на эффективность инициирования и длительность предвзрывной стадии.

3.1. Влияние энергии инициирования и температуры образца на вероятность взрыва

3.2 Аналитическая аппроксимация экспериментальных зависимостей вероятности взрыва от энергии инициирования?

3.3 Влияние энергии инициирования и температуры образца на длительность предвзрывной стадии

3.4. Основные результаты главы веществ

1.2. Исследования лазерного инициирования тэна 32 1.5. Постановка задачи исследования

Глава II. Объекты и методика.

2.1. Подготовка образцов

2.2. Источник инициирующих импульсов

Глава IV. Режим селективного фотоинициирования при инициировании тэна первой гармоникой.

4.1. Лазерное зондирование и спектры экстинкции

4.2. Сравнительная эффективность инициирования первой и второй гармониками и электронным пучком

4.3. Феноменологическая модель селективного фотоинициирования тэна

4.4. Основные результаты главы

Введение диссертация по химии, на тему "Селективное фотоинициирование взрывного разложения тетранитрата пентаэритрита"

Актуальность темы исследований

Одним из перспективнейших направлений повышения безопасности взрывных работ, в частности, в горнодобывающей промышленности, является использование технологий лазерного инициирования, способных обеспечить исключение возможности- срабатывания системы инициирования в несанкционированных случаях и ее гарантированное срабатывание в санкционированных.

В подавляющем большинстве фундаментальных работ по лазерному инициированию энергетических материалов, как правило, обращается внимание только на одно свойство лазерного излучения: возможности концентрирования! на образце больших плотностей- энергии инициирующего импульса.

Цели и задачи исследования.

Для достижения указанной цели было необходимо решить следующие задачи:

Научная новизна:

1. Обнаружен селективный характер лазерного воздействия на длинах волн 1060 и 530 нм на образцы тэна с открытой поверхностью при повышенных температурах.

2. Обнаружена слабая полоса поглощения тэна (-0,01см"1) с максимумом на 1020 нм и установлена независимость этой полосы от температуры в интервале 210 - 373 К.

3. Обнаружена термоактивационная стадия процесса взрывного разложения тэна при лазерном инициировании на 1060 нм с энергией активации 0,4 эВ.

Защищаемые положения: На защиту выносятся:

2. Взрывное разложение образцов тэна с открытой поверхностью лазерным излучением с длиной волны 1060 нм включает термоактивационную стадию с энергией активации ~ 0,4 эВ.

Практическая значимость

Личный вклад автора

Результаты, изложенные в диссертации, получены автором в совместной работе с сотрудниками кафедры физической химии Кемеровского госуниверситета, участие которых отражено в совместных публикациях. В совместных публикациях автору принадлежат результаты, сформулированные в разделе «защищаемые положения» и «основные результаты» данной работы.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих Международных и Всероссийских конференциях: XIV симпозиум по горению и взрыву (Черноголовка-Москва, 2008), XI и XII Международная школа-семинар по люминесценции и лазерной физике(Иркутск,2008,2010), New Trends in Research of Energetic Materials,

• th Pardubice, Czech Republic, 2009, 14 International Conference on Radiation

Physics and Chemistry of Inorganic Materials, Astana, Kazakhstan, 2009, 15-я и

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы, включающего 138 наименований.

Заключение диссертации по теме "Физическая химия"

Основные результаты и выводы по итогам работы могут быть сформулированы следующим образом.

1. Обнаружена слабая полоса поглощения тэна 0,01 см"1) с максимумом на 1020 нм и установлена независимость этой полосы от температуры в интервале 210 - 373 К.

4. Установлено, что при действии лазерного излучения на 530 нм с плотностью энергии до 8 Дж/см2 при Т-450 К инициирования взрыва тэна не происходит.

5. Определены зависимости предвзрывной стадии взрывного разложения тэна от температуры и энергии инициирования. В частности установлено, что длительность предвзрывной стадии в интервале температур 373-450К при плотности энергии инициирования 18 Дж/см на 1060 нм изменяется от 2,5 до 1.5 мкс.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю д.ф.-м.н., Кречетову А.Г. за постановку задач, постоянное внимание, всестороннюю помощь в работе; а также д.ф.-м.н., профессору Алукеру Э.Д. за постоянную помощь в обсуждении результатов эксперимента, к.ф.-м.н., ст. науч. сотруднику Белокурову Г.М. за непосредственное участие в разработке методики эксперимента, к.ф.-м.н., ст. науч. сотруднику Швайко В.Н, к.ф.-м.н. Митрофанову А.Ю., к.ф.-м.н. Нурмухаметову Д.Р. за большую помощь в подготовке и проведении экспериментов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата физико-математических наук, Тупицын, Александр Викторович, Кемерово

1. Bowden F.P., Yoffe A.D. Fast reaction in solid. London. 1958. 242p.

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

3. 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.

4. Адуев Б.П., Алукер Э.Д., Белокуров Г.М. и др. // ЖЭТФ. 1999. Т. 116. Вып. 5(11). С. 1676.

5. Aluker Ed. D., Aduev В .P., Zakharov Yu. A. et al. Early Stages of Explosive Decompostion of Energetic Materials// Focus on Combustion Research. 2006. pp.55-88.

6. Быстрое инициирование ВВ. Особые режимы детонации// Сб. научн. статей под ред. В.И. Таржанова. Снежинск.: Изд-во РФЯЦ-ВНИИТФ. 1998. 168с.

7. Bourne N. К. //R. Soc. Lond. А(201). 457. 1401-1426.

8. Семенов Н.Н. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности. Москва. 1958. 685с.

9. Ю.Азатян В. В., Калканов В. А., Мержаков А. Г. и др. // Химическаяфизика. 1987. Т. 6. № 12. С. 1696-1707. П.Абрамов А.И., Казанский Ю. А., Матусевич Е.С. Основы экспериментальных методов ядерной физики. М.: Атомиздат.1977. 525с.

10. Лебедев Ю. А., Мирошниченко Е. А., Кнобель Ю. К. Термохимия нитросоединений. Наука. М. 1970, 165с.

11. З.Абрамов А.И., Казанский Ю. А., Матусевич Е.С. Основы экспериментальных методов ядерной физики. М.: Атомиздат.1977. 525с.

12. М.Грибковский В. П. Теория поглощения и испускания света в полупроводниках. Минск. Наука и техника. 1975. 462с.

13. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. М.: Наука. 1964. 564с.

14. Давыдов A.C. Теория твердого тела. М.: Наука. 1976. 639с.

15. Алукер Э.Д., Кречетов А. Г., Лобойко Б. Г. и др. // Хим. физика. 2008. Т 27. №5. С.67-70.

16. Хрулева О. В., Филин В. П., Лобойко Б. Г. и др. // Забабахинские научные чтения: сборник материалов VII Международной конферениции. Снежинск: Издательство РФЯЦ-ВНИИТФ, 2003. С.71

17. Focus on Combustion Research. Ed. S.Z. Jiang. New York. Nova Science Publishers Inc. 2006. - p. 373.

18. Бриш, A.A. Возбуждение детонации конденсированных BB излучением оптического квантового генератора / A.A. Бриш, И.А. Галеев, Б.Н. Зайцев // Физика горения и взрыва. 1966. - №3. - С.132-133.

19. Бриш, A.A. О механизме инициирования конденсированных ВВ излучением ОКГ / A.A. Бриш, И.А. Галеев, Б.Н. Зайцев // Физика горения и взрыва. 1969. - Т.5. - №4. - С.475-480.

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

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

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

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

24. Бриш, A.A. Возбуждение детонации конденсированных ВВ излучением оптического квантового генератора / A.A. Бриш, И.А. Галеев, Б.Н. Зайцев // Физика горения и взрыва. 1966. - №3. - С. 132-133.

25. Бриш, A.A. О механизме инициирования конденсированных ВВ излучением ОКГ / A.A. Бриш, И.А. Галеев, Б.Н. Зайцев // Физика горения и взрыва. 1969. - Т.5. - №4. - С.475-480.

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

27. Paisley, D.L. Laser-driven miniature flyer plates for shock initiation of secondary explosives // Shock Compression in Condensed Matter Ed. by S.C Schmidt, R.D. Dick, J.W. Forbes, D.G. Tasker. Elsevier. - 1991. - pp.825828.

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

29. Худсон, Д. Статистика для физиков / Д. Худсон М.: Мир. - 1967.-242с.

30. Клепиков, Н.П. Анализ и планирование экспериментов методом максимума правдоподобия / Н.П. Клепиков, С.Н. Соколов М.: Наука. - 1964.- 185с.

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

32. Карабанов Ю.Ф., Боболев B.K. и др. В сб.: Химическая физика процессов горения и взрыва. Горение конденсированных систем. Черноголовка, 1977

33. Александров В.Ю. Воспламенение пористых систем лазерным моноимпульсным излучением / В.Ю. Александров, A.B. Долголаптев, В .Б. Иоффе, Б.В. Левин //ФГВ. 1985. - №1.- С.58-61

34. Корепанов В.И., Инициирование детонации тэна мощным электронным пучком / В.И. Корепанов, В.М. Лисицын, В.И. Олешко, В.П. Ципилев // Письма в ЖТФ. 2003, - Т. 29, - № 16. - С. 23-28.

35. Бриш A.A. Галеев И.А., Зайцев Б.Н. Сбитнев Е.А., Татаринцев Л.В. // ФГВ. 1969. - Т. 5. - №4. - С. 475 - 480

36. Ковалев О.Б., Горение смесевого твердого топлива в условиях статических механических растягивающих напряжений / О.Б. Ковалев, А.П. Петров, В.М. Фомин // ФГВ. -1993. -Т. 29, -№ 4. -С. 20-28.

37. Александров В.Ю. Воспламенение пористых систем лазерным моноимпульсным излучением / В.Ю. Александров, A.B. Долголаптев, В .Б. Иоффе, Б.В. Левин //ФГВ. 1985. -№1- С.58-61

38. Таржанов В.И., Лазерное воздействие на пористое ВВ без его инициирования / В.И. Таржанов А.Д. Зинченко, В.И. Сдобнов, Б.Б. Токарев, А.И. Погребов // ФГВ. 1991. - Т.27, №2.- С.97-101

39. Таржанов В.И., Лазерное инициирование тэна / В.И. Таржанов, А.Д. Зинченко, В.И. Сдобнов, Б.Б. Токарев, А.И. Погребов, A.A. Волкова // ФГВ. 1996. - Т. 32, - №4. - С. 113-119.

40. Калмыков A.A., Поверхностные явления при действии лазера на прозрачные диэлектрики / A.A. Калмыков, Г.Н. Розенталь, В.А. Рыбаков // ПМТФ. 1971. - №2.

41. Даниленко Ю.К., Маненков A.A., Роль поглощающих включений в механизме разрушения прозрачных диэлектриков лазерным импульсом / Ю.К. Даниленко., A.A. Маненков // ЖЭТФ. 1972. - Т.63. №3(9).

42. Зинченко А.Д. Оптические характеристики некоторых порошкообразных ВВ / А.Д. Зинченко, В.И. Таржанов, А.И. Погребов, Б.Б. Токарев // ФГВ. 1992. - Т. 28. - №5. - С. 80 -87

43. Хрулева О.В., Оптические свойства кристаллов тэна / О.В. Хрулева, В.П. Филин, Н.В. Гармашева, JI.H. Филина, Б.Г. Лобойко // VII Забабахинские научные чтения . -2003. -С. 1-3.

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

45. Адуев Б.П., Предвзрывная люминесценция азида серебра / Б.П.Адуев, Э.Д.Алукер, А.Г.Кречетов //Письма в ЖТФ. -1996.- Т.22, №16. -С.24 -27.

46. Bo\vden, F. P. Hot spots and the initiation of explosion. / Bowden F. P. and Yoffe A. D In Proc.// 3rd Symp. on Combustion and Flame and Explosion Phenomena. Baltimore, MD: Williams& Wilkins 1949. - pp. 551-560.

47. Haas, Y. Infrared laser-induced decomposition of GAP / Haas, Y, ben Eliahu, Y. and Welner, // Combustion and Flame 1994 - 96 - pp. 212-220.

48. Bowden, F. P. & Singh, K. 1955 Irradiation of explosives with high-speed particles and the influence of crystal size on explosion. // Proc. R. Soc. Lond. A227, 22-37.

49. Afanasev, G. T. Formation of localhot spots during the fracture of thin layers under shock. Combust / Afanasev, G. Т., Bobolev, V. K., Kazarova, Y. A. end Karabanov, Y. F. //.Explos. Shock Waves 8, 1972. - pp. 241-246.

50. Davison, L. Shock compression of solids / Davison, L. end Graham, R. A. .//Phys. Rep. 55, - 1979. - pp. 255-379.

51. Sharma, J. Atomic force microscopy of hot spot reaction sites in impacted RDX and laser heated AP Mater / Sharma, J., Coffey, C. S., Ramaswamy, A. L. and Armstrong, R, W.J/ Res. Soc. Symp. Proc. 418, - 1996. - pp. 257264.

52. Field, J. E. Hot-spot ignition mechanisms for explosives and propellants. / Field, J. E., Bourne, N. K., Palmer, S. J. P. end Walley, S. M. // Phil. Trans. R. Soc. Lond. A339, - 1992. - pp. 269-283.

53. Armstrong, R. W. Dislocation mechanisms for shock-induced hot spots.// J. Phys. IV France Colloq. C4 5, - 1995.- pp. 89-102.

54. Ramaswamy, A. L. Laser-induced ignition of single crystals of the secondary explosive cyclomethylene trinitramine / Ramaswamy, A. L. end Field, J. E.// J. Appl. Phys. -79, 1996. - pp. 3842-3847.

55. Assovskii, I. G. Theory of ignition of fuels by light pulses / Assovskii, I. G. & Leipunskii, O. I.// Combust. Explos. Shock Waves 16, 1980. - pp. 1-7.

56. Boddington, T.Thermal explosion and the theory of its initiation by steady intense light / Boddington, T., Feng, C. G. & Gray, P.// Proc. R. Soc. Lond. A390, 1983. - pp. 265-281.

57. Goveas, S.Study of the laser ignition of HMX/carbon black compositions. / Goveas, S., Drake, R. C. end Field, J. E. A // Fraunhofer-Institut fur Chemische Technologie, In Proc. Int. Ann. Conf. ICT, vol. 30, - 1999. - pp. 22/1-22/14.

58. Paisley, D. L. Prompt detonation of secondary explosives by laser. In Proc. // 9th Symp.(Int.) on Detonation, . Arlington, VA: Office of the Chief of Naval Research, 1989.- pp. 1110-1117

59. Spells, K. E. Initiation of detonation by projectile impact / Spells, K. E. &

60. Woodhead, D. W.//Nature Lond. 179, 1957.- pp. 251-253. 63.Jacobs, S. J. The shock-to-detonation transition in solid explosives. / Jacobs, S. J., Liddiard Jr, T. P. and Drimmer, B. E. // In Proc. 9th Symp. (Int.) on Combustion, - 1963. - pp. 517-529.

61. McAfee, M. Deflagration to detonation in granular HMX / McAfee, M., Asay, B. W., Campbell, A. W. and Ramsay, J. B.// In Proc. 9th Symp. (Int.) on Detonation, Arlington, VA: Office of the Chief of Naval Research, 1989.- pp. 265-279.

62. Setchell, R. E. Laser-induced damage studies on step-index, multimode fibers. In Laser-induced damage in optical materials / Setchell, R. E. and Klingsporn, P.,// Proc. Soc. Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE),- 1991. pp. 56-66.

63. Setchell, R. E. Laser-induced damage in step-index, multimode fibers.// In Laser-induced damage in optical materials, 1993.- pp. 15-23.

64. Setchell, R. E. Damage studies in high-power fiber transmission-systems. In Laser-induced damage in optical materials,// Proc. Soc. Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE), 1993.- pp. 87-97.

65. Setchell, R. E. An optimized fiber delivery system for Q-switched, Nd:YAG lasers. In Laser-induced damage in optical materials // Proc. Soc. Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE), 1996.- pp. 608-619.

66. Setchell, R. E. End-face preparation methods for high-intensity fiber applications. In Laserinduced damage in optical materials,// Proc. Soc. Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE), 1997. - pp. 390-399.

67. Aleksandrov, V. E. Inflammation of porous systems by monopulse laser radiation // Aleksandrov, V. E., Dolgolaptev, A. V., Ioffe, V. B. and Levin, B. V.// Combust. Explos. Shock Waves 21, 1985. - pp. 54-57.

68. Aleksandrov, E. I. Influence of the mode structure of laser radiation on lead azide stability / Aleksandrov, E. I. end Tsipilev, V. P. // Combust. Explos. Shock Waves 19, 1983a.- pp. 505-508.

69. Aleksandrov, E. I. The size effect in laser detonation initiation in pressed lead azide. The effect of the surface energy distribution on the critical flow // Aleksandrov, E. I. end Tsipilev, V. P. //Combust. Explos. Shock Waves 19, -1983b.-pp. 74-76.

70. Aleksandrov, E. I. Effect of the pulse length on the sensitivity of lead azide to laser radiation / Aleksandrov, E. I. and Tsipilev, V. P.// Combust. Explos. Shock Waves 20, 1984,- pp. 690-694.

71. Brish, A. A. Laser-excited detonation of condensed explosives Brish, A. A., Galeev, I. A., Zaitsev, B. N., Sbitnev, E. A. and Tatarintsev, L. V.// Combust. Explos. Shock Waves 2, 1966. - pp. 81-82.

72. Brish, A. Mechanism of initiation of condensed explosives by laser radiation / Brish, A. A., Galeev, I. A., Zaitsev, B. N., Sbitnev, E. A. and Tatarintsev, L. V.// Combust. Explos. Shock Waves 5, 1969. - pp. 326-328.

73. Initiation and growth of explosion in liquids and solids Bowden, F. P. and Yoffe, A. D. Cambridge University Press. 1952,-. - pp. 381-390.

74. Bowden, F. P. Fast reactions in solids / Bowden, F. P. end Yoffe, A. D. // -. London: Butterworth 1958.- p. 265.

75. Yang, L. C. Laser initiation of insensitive high explosives / Yang, L. C. end Menichelli, V. J. // In Proc. 6th Symp. (Int.) on Detonation (ed. D. J. Edwards), Arlington, VA: Office of Naval Research. 1976. - pp. 612-621

76. Haas, Y. Infrared laser-induced decomposition of GAP / Haas, Y., ben Eliahu, Y. and Welner, S. // Combustion and Flame 96, 1994.- pp. 212220.

77. Ostmark, H. Concentration and temperature measurements in a laser-induced high explosive ignition zone. Part 1. LIF spectroscopy measurements. / Ostmark, H., Carlson, M. and Ekvall, K. // Combust. Flame 105,-. 1996.-pp. 381-390.

78. Saito, T. Ignition of AP-based composite solid propellants containing nitramines exposed to CO2 laser radiation at subatmospheric pressures /

79. Saito, T., Shimoda, M., Yamaya, T. and Iwama, A.J/ Combustion Flame 85 -1991.- pp. 68-76.

80. Ulas, A. Effect of aging in ignition delay times of a composite solid propellant under C02 laser heating / Ulas, A. end Kuo, K. K. // Combust. Sci. Techno1. 127- 1997.- pp. 319-331.

81. Carleton, F. Initiating reaction in liquid propellants by focused laser beams B., Krallis, K. K. end Weinberg, F. J.// Combust. Sci. Technol. 88, 1992. -pp. 33-41.

82. Ramadhan, F. A. Low energy laser ignition of magnesium-teflon-viton compositions // Ramadhan, F. A., Haq, I. U. end Chaudhri, M. M. // J. Phys. D26, 1993. - pp. 880-887.

83. Mach, H. Non-direct laser initiation of a solid propellant.// In Proc. 15th Int. Symp. onBallistics, Jerusalem (ed. M. Mayseless and S. R. Bodner), vol. 3, -1995. -pp. 67-74.

84. Wang, G. P. Laser-induced decomposition of ammonium perchlorate and identification of nascent product from emission spectroscopy / Wang, G. P., Bai, G. C. and Chen, K. M. // In Proc. 22nd Int. Conf. ICT, Combust. React. Kinetics, 1991.- pp. 45/1-45/15.

85. Aleksandrov, E. I. Initiation of lead azide with laser radiation / Aleksandrov, E. I. end Voznyuk, A. G. // Combust. Explos. Shock Waves 14, 1978. - pp. 480-484.

86. Aleksandrov, E. K. Dimensional effect in the initiation of compressed lead azide by single-pulse laser radiation / Aleksandrov, E. K. and Tsipilev, V. P.// Combust. Explos. Shock Waves 17, 1981.- pp. 550-553.

87. Aleksandrov, E. I. Effect of pressing pressure on the sensitivity of lead azide to the action of laser radiation / Aleksandrov, E. I. end Tsipilev, V. P. // Combust. Explos. ShockWaves 18, 1982 - pp. 215-218.

88. Hagan, J. T. Low energy laser initiation of b-lead azide / Hagan, J. T. end Chaudhri, M. M.//J. Mater. Sci.16, 1981 - pp. 2457-2466.

89. Hagan, J. T. Low energy laser initiation of single crystals of b-leadazide / Hagan, J. T. and Chaudhri, M. M.// In Proc. 7th Symp. (Int.) on Detonation (ed. J. M. Short), Dahlgren, VArNaval Surface Weapons Center. 1983,- pp. 735-744.

90. Kawakaki, M. Transfer of photoelectrons and photoholes through AgBr/AgCl interface, and relative locations of the energy bands / Kawakaki, M., Hada, H. and Uchida, H. // J. Appl. Phys. 60, 1986.- pp. 3945-3953.

91. Tzuk, Y. Laser-induced hole-burning and flow visualisation in the cloud of products of detonated lead azide // Tzuk, Y., Bar, I. end Rosewaks, S. Appl. Phys. Lett. 61, 1992.-pp. 1281-1283.

92. Tzuk, Y. Dynamics of the detonation products of lead azide III. Laser induced hole burning and flow visualisation./ Tzuk, Y., Barmashenko, B., Bar, I. and Rosewaks // J. Appl. Phys. 74-1993. pp. 45-52.

93. Heflinger, D. Dynamics of the detonation products of lead azide II Formation of charged particles. / Heflinger, D., Bar, I., Ben-Porat, T. and Rosenwaks, S. // J. Appl. Phys. 73, 1993 - pp. 2138-2144.

94. Bykhalo, A. I. Initiation of PETN by high-power laser radiation I Bykhalo, A. I., Zhuzhukalo, E. V., Kovalskii, N. G., Kolomiiskii, A. N., Korobov, V. V., Rozhkov,A. D. and Yudin, A. I. // Combust. Explos. Shock Waves 21 -1985.-pp. 481-483.

95. Botcher, T. R. Pressure dependent laser induced decomposition of RDX / Botcher, T. R., Ladouceur, H. D. end Russell, T. P. // In Shock compression of condensed matter, (ed. S. C. Schmidt, D. P. Dandekar and J. W. Forbes), -1997.-pp. 989-992.

96. Kendrew, E. L. The transition from shock wave to detonation in 60/40 RDX/TNT / Kendrew, E. L. and Whitbread, E. G. // In Proc. 3rd ONR Symp. on Detonation, 1960. -pp. 574-583.

97. Harrach, R. J. Estimates on the ignition of high explosives by laser pulses. // J. Appl. Phys. 47, 1976 - pp. 2473-2482.

98. Volkova, A. A. Time characteristics of laser initiation of PETN / Volkova, A. A., Zinchenko, A. D., Sanin, I. V., Tarzhanov, V. I. and Tokarev, B. B. // Combust. Explos. Shock Waves 13 1977. - pp. 645-650.

99. Ng, W. L. Thermal, fracture and laser-induced decomposition of pentaerythritol tetranitrate / Ng, W. L., Field, J. E. and Hauser, H. M. // J. Appl. Phys. -1986 -59, pp. 3945-3952.

100. Experimental studies on PETN detonators initiated by laser radiation / Jia, B.-R., Chen, D.-M., Wang, Z. and Li, Y.-L. // In Proc. Int. Symp. on Pyrotechnics and Explosives China Academic Publishers, -1987.- pp. 49-56.

101. Renlund, A. M. Laser initiation of secondary explosives / Renlund, A. M., Stanton, P. L. and Trott, W. M. // In Proc. 9th Symp. (Int.) on Detonation, . Arlington, VA: Office of the Chief of Naval Research. 1989. - pp. 1118— 1127

102. Landry, M. J. Laser used as optical source for initiating explosives // In Proc. 16th Int.Pyrotech. Seminar, Sundyberg, Sweden, Royal Swedish Academy of Sciences 1991.-pp. 274-288.

103. Bhasu, V. Mass spectroscopic analysis of fragments of trinitrotoluene, picric acid and tetryl generated by laser irradiation / Bhasu, V. C. J., Chaudhri, M. M. and Housden, J. // J. Mater. Sci. -1991.-26, -pp 2199-2207.

104. Sun, C. Laser initiation of explosives / Sun C.// In Proc. 17th Int. Pyrotech. Seminar -1991-, vol. 2,- pp. 836-843.

105. Germain, E Origine physique des points chauds dans les compositions explosives presses au TATB / Germain E. end Belmas R.// Propell. Explos. Pyrotech. 17, pp. 249-253.

106. Hasue, К. Direct initiation of some secondary explosives by laser irradiation. / Hasue, K. end Akira, I. // In Proc. 20th Int. Pyrotech. Seminar,1994. -pp. 367-380.

107. Ostmark, H. Laser ignition of explosives: a LIF study of the RDX ignition zone / Ostmark, H., Ekvall, K., Carlson, M., Bergman, H. and Pettersson, A. // In Proc. 10th Int. Detonation Symp. (ed. J. M. Short and D. G. Tasker),1995.-pp. 555-562.

108. Ishida, T. Detonation pressure measurements of aluminized explosives by means of shock-induced polarisation / Ishida, Т., Hayakawa, Т., Tokita, K. and Kato Y.// In Proc. 22nd Int. Conf. ICT, Combust. React. Kinetics, 1991. -pp. 71/1-71/12.

109. Алукер, Э.Д. Лазерное инициирование тетранитрата пентаэритрита при повышенных температурах / Алукер Э.Д., Алукер Н.Л., Кречетов А.Г., Белокуров Г.М., Тупицын А.В., Нурмухаметов Д.Р. // Известия ВУЗов. Физика. 2008. - Т.52. - № 12/3. - С.30-35.

110. Алукер, Э.Д Взрывная проводимость тэна при лазерном инициировании / Алукер, Э.Д., Кречетов А.Г., Митрофанов А.Ю.,

111. Нурмухаметов Д.Р., Тупицын А.В. // XIV симпозиум по горению и взрыву: Тезисы докладов, Черноголовка-Москва, -2008.- С.218

112. Алукер, Э.Д. Лазерное инициирование тэна. / Алукер, Э.Д., Кречетов А.Г., Тупицын А.В., Нурмухаметов Д.Р., Лобойко Б.Г., Филин В.П. // XIV симпозиум по горению и взрыву. Тезисы докладов, Черноголовка-Москва, 2008. - С.220.

113. Aduev, В. P., Predetonation conductivity of silver azide. / Aduev B. P. Aluker, E. D., Belokurov, G. M., Krechetov, A. G. // J. Exp. Theor. Phys. -1995. Lett. 62, -pp. 215-216.

114. Aluker, E. Temperature dependencies of laser initiation of PETN / Aluker Edward, Alexander Krechetov, Denis Nurmukhametov, Alexander Tupitsyn, //New Trends in Research of Energetic Materials, -2009-Part II, -pp388-392.

115. Алукер, Э.Д. Лазерное инициирование тетранитрата пентаэритрита / Э.Д. Алукер, Н.Л. Алукер, Г.М. Белокуров, А.Г. Кречетов, А.Ю. Митрофанов, Д.Р. Нурмухаметов, А.В. Тупицын // Известия ВУЗов. Физика. 2009. - Т.52. - № 8/2. - С.256-258.

116. Алукер, Э.Д. Длительность предвзрывной стадии при лазерном инициировании тетранитрата пентаэритрита / Э.Д. Алукер, А.Г. Кречетов, Д.Р. Нурмухаметов, А.В. Тупицын // Письма ЖТФ, -2009-, том 35, вып. 22, -с. 55-61.

117. Тупицын, А.В. Особенности лазерного импульсного инициирования тетранитрата пентаэритрита / А.В Тупицын, Д.Р.Нурмухаметов // 15-я Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых учёных. Кемерово-Томск-2009. стр.513-514, 2009

118. Эффективность лазерного инициирования и спектры поглощения тэна / Э.Д. Алукер Н.Л. Алукер, Г.М. Белокуров, А.Г. Кречетов, Б.Г.

119. Лобойко, Д.Р. Нурмухаметов, A.B. Тупицын, В.П. Филин // Химическая физика, 2010. - Т. 29-,- №1-, С. 49-52.

120. Алукер, Э.Д. Лазерное инициирование тетранитрата пентаэритрита со светорассеивающими добавками / Э.Д. Алукер, Г.М. Белокуров, А.Г. Кречетов, А.Ю. Митрофанов, Д.Р. Нурмухаметов // Письма в ЖТФ. -2010. -Т.36. -№6. С. 80-85

121. Математический энциклопедический словарь, М.: Советская энциклопедия, 1988. 846 с.у