kemsuСибСкриптSibScript2949-21222949-2092Kemerovo State Universitykemsu-374Research ArticleХимияCHEMISTRYЛАЗЕРНОЕ ИНИЦИИРОВАНИЕ ТЭНА: РЕЖИМ РЕЗОНАНСНОГО ФОТОИНИЦИИРОВАНИЯLASER INITIATION OF PETN: SELECTIVE PHOTOINITIATION REGIMEАлукерЭ. Д.AlukerE. D.

Алукер Эдуард Давыдович – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией физикохимии энергетических и люминесцирующих материалов кафедры физической химии КемГУ.(3842)588117, 89236159401, lira@kemsu.ru

Eduard D. Aluker – Doctor of Physics and Mathematics, Professor, Head of the Laboratory of Physical Chemistry of Energetic and Luminiscent Materials at the Department of Physical Chemistry

lira@kemsu.ruКречетовА. Г.KrechetovA. G.

Кречетов Александр Георгиевич – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой физической химии КемГУ.8(3842)588117, 8(3842)358923, lira@kemsu.ru

Alexander G. Krechetov – Doctor of Physics and Mathematics, Professor, Head of the Department of Physical Chemistry

lira@kemsu.ruМитрофановА. Ю.MitrofamovA. Yu.

Митрофанов Анатолий Юрьевич – кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физической химии КемГУ.(3842)588117, (3842)730871, lira@kemsu.ru

Anatoliy Yu. Mitrofanov – Candidate of Physics and Mathematics, Assistant Professor at the Department of Physical Chemistry

lira@kemsu.ruКемеровский государственный университетРоссияKemerovo State UniversityRussian Federation20130103201603-35460Copyright © Алукер Э.Д., Кречетов А.Г., Митрофанов А.Ю., 20132013Алукер Э.Д., Кречетов А.Г., Митрофанов А.Ю.Aluker E.D., Krechetov A.G., Mitrofamov A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sibscript.ru/jour/article/view/374

Проведено исследование селективного (резонансного) поглощения при лазерном инициировании ТЭНа и предложен возможный механизм этого явления. На основании наших экспериментов фотоинициирование ТЭНа представляет собой двухстадийный процесс, который состоит из фотовозбуждения молекулы неодимовым лазером (1060 нм) с последующим термическим разложением. Мы также показали, что малая эффективность оптического поглощения ТЭНа при этой длине волны может быть повышена за счет рассеяния света добавкой MgO, которая значительно увеличивает поглощение из-за многократного рассеяния. Обнаруженное резонансное фотоинициирование демонстрирует возможность управления чувствительностью энергетических материалов.

We describe and analyze the selective (resonance) laser-induced initiation of chemical decomposition reactions in PETN and propose a potential mechanism of the phenomenon. Based on our experiments, the photoinitiation of PETN is a two-stage process that is comprised of a laser-induced optical excitation of the molecule with the activation energy of 1.17 eV (1060 nm) by neodymium phosphate glass laser followed by the thermal decomposition of the excited state with the energy barrier of 0.4 eV. We also illustrate that the small efficiency of the optical absorption of PETN at this wave length can be enhanced by the MgO light scattering additives, which significantly increase the absorption due to multiple scattering incidents in PETN. The discovered resonance photoinitiation clearly demonstrates a strategy for designing tunable explosive material systems and identifies ways to control sensitivity of the materials to rapid decomposition.

фотоинициированиевозбужденное состояниехимическое разложениеактивационный барьерэнергия реакциилазерное инициированиеphotoinitiationexcited statechemical decompositionactivation barrierreaction energylaser initiationReferencesБыстрое инициирование ВВ. Особые режимы детонации // Сб. научн. статей под ред. В. И. Таржанова. – Снежинск.: Изд-во РФЯЦ-ВНИИТФ, 1998. – 168 с.Быстрое инициирование ВВ. Особые режимы детонации // Сб. научн. статей под ред. В. И. Таржанова. – Снежинск.: Изд-во РФЯЦ-ВНИИТФ, 1998. – 168 с.Bourne, N. K. On the last ignition and initiation of explosives / N. K. Bourne // R. Soc. Lond. A(2001). 457. – P. 1401 – 1426.Bourne, N. K. On the last ignition and initiation of explosives / N. K. Bourne // R. Soc. Lond. A(2001). 457. – P. 1401 – 1426.Aluker, Ed. D. Early Stages of Explosive Decompostion of Energetic Materials / Ed. Aluker, B. P. Aduev, Yu. A. Zakharov [et al.] // Focus on Combustion Research. – 2006. – P. 55 – 88.Aluker, Ed. D. Early Stages of Explosive Decompostion of Energetic Materials / Ed. Aluker, B. P. Aduev, Yu. A. Zakharov [et al.] // Focus on Combustion Research. – 2006. – P. 55 – 88.Kuklja, M. M. The Role of Electronic Excitations in Explosive Decomposition of Solids / M. M. Kuklja, B. P. Aduev, E. D. Aluker [et al.] // Journal Of Applied Physics Volume 89, Number 7. – 2001. – P. 4156 – 4166.Kuklja, M. M. The Role of Electronic Excitations in Explosive Decomposition of Solids / M. M. Kuklja, B. P. Aduev, E. D. Aluker [et al.] // Journal Of Applied Physics Volume 89, Number 7. – 2001. – P. 4156 – 4166.Алукер, Э. Д. Влияние температуры на лазерное инициирование тетранитрата пентаэритрита / Э. Д. Алукер, А. Г. Кречетов, Б. Г. Лобойко [и др.] // Химическая физика. – 2008. – Т. 27. – № 5. – С. 67 – 70.Алукер, Э. Д. Влияние температуры на лазерное инициирование тетранитрата пентаэритрита / Э. Д. Алукер, А. Г. Кречетов, Б. Г. Лобойко [и др.] // Химическая физика. – 2008. – Т. 27. – № 5. – С. 67 – 70.Алукер, Э. Д. Эффективность лазерного инициирования и спектры поглощения тэна / Э. Д. Алукер, Н. Л. Алукер, Г. М. Белокуров [и др.] // Химическая физика. – 2010. – Т. 29. – № 1. – С. 49 – 52.Алукер, Э. Д. Эффективность лазерного инициирования и спектры поглощения тэна / Э. Д. Алукер, Н. Л. Алукер, Г. М. Белокуров [и др.] // Химическая физика. – 2010. – Т. 29. – № 1. – С. 49 – 52.Алукер, Э. Д. Длительность предвзрывной стадии при лазерном инициировании тетранитрата пентаэритрита / Э. Д. Алукер, А. Г. Кречетов, Д. Р. Нурмухаметов [и др.] // Письма ЖТФ. – 2009. – Т. 35. – Вып. 22. – С. 55 – 61.Алукер, Э. Д. Длительность предвзрывной стадии при лазерном инициировании тетранитрата пентаэритрита / Э. Д. Алукер, А. Г. Кречетов, Д. Р. Нурмухаметов [и др.] // Письма ЖТФ. – 2009. – Т. 35. – Вып. 22. – С. 55 – 61.Алукер Э. Д. Лазерное инициирование тетранитрата пентаэритрита со светорассеивающими добавками / Э. Д. Алукер, Г. М. Белокуров, А. Г. Кречетов [и др.] // Письма в ЖТФ. – 2010. – Т. 36. – Вып. 6. – С. 80 – 85.Алукер Э. Д. Лазерное инициирование тетранитрата пентаэритрита со светорассеивающими добавками / Э. Д. Алукер, Г. М. Белокуров, А. Г. Кречетов [и др.] // Письма в ЖТФ. – 2010. – Т. 36. – Вып. 6. – С. 80 – 85.Алукер Э. Д. Быстропротекающие радиационно-стимулированные процессы в щелочно-галоидных кристаллах / Э. Д. Алукер, В. В. Гаврилов, Р. Дейч [и др.]. – Рига: Зинатне, 1987. – С. 183.Алукер Э. Д. Быстропротекающие радиационно-стимулированные процессы в щелочно-галоидных кристаллах / Э. Д. Алукер, В. В. Гаврилов, Р. Дейч [и др.]. – Рига: Зинатне, 1987. – С. 183.Гурвич, А. М. Введение в физическую химию кристаллофосфоров / А. М. Гурвич. – М. Высшая школа, 1982. – С. 375.Гурвич, А. М. Введение в физическую химию кристаллофосфоров / А. М. Гурвич. – М. Высшая школа, 1982. – С. 375.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.