kemsuСибСкриптSibScript2949-21222949-2092Kemerovo State Universitykemsu-683Research ArticleХимияCHEMISTRYКИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗРЫВНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ ТЭНА, СОДЕРЖАЩЕГО НАНОРАЗМЕРНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ, КОБАЛЬТА И НИКЕЛЯKINETIC REGULARITIES OF EXPLOSIVEDE COMPOSITION OF PETNCONTANIN GALUMINIUM, COBAL TANDNICKEL NANOPARTICLESАнаньеваМ. В.AnanievaM. V.

Ананьева Марина Владимировна – научный сотрудник кафедры химии твердого тела КемГУ.8(3842)-58-28-39, kriger@kemsu.ru

Marina V. Ananieva – Researcher at the Department of Solid State Chemistry

kriger@kemsu.ruКаленскийА. В.KalenskiyA. V.

Каленский Александр Васильевич – профессор кафедры химии твердого тела КемГУ.8(3842)-31-57-18, kriger@kemsu.ru

Alexander V. Kalenskiy – Professorat the Department of Solid State Chemistry

kriger@kemsu.ruГришаеваЕ. А.GrishaevaE. A.

Гришаева Елена Александровна – аспирантка кафедры химии твердого тела КемГУ.8(3842)582839, kriger@kemsu.ru

Elena A. Grishaeva – post-graduatestudent at the Department of Solid State Chemistry

kriger@kemsu.ruЗыковИ. Ю.ZykovI. Yu.

Зыков Игорь Юрьевич – аспирант кафедры химии твердого тела КемГУ.8(3842)582839, kriger@kemsu.ru

Igor Yu. Zykov – post-graduatestudent at the Department of Solid State Chemistry

kriger@kemsu.ruНикитинА. П.NikitinA. P.

Никитин Андрей Павлович – аспирант кафедры химии твердого тела КемГУ.8(3842)582839, krige@kemsu.ru

Andrey P. Nikitin – post-graduatestudent at the Department of Solid State Chemistry

krige@kemsu.ruКемеровский государственный университетРоссияKemerovo State UniversityRussian Federation20141203201601-1194200Copyright © Ананьева М.В., Каленский А.В., Гришаева Е.А., Зыков И.Ю., Никитин А.П., 20142014Ананьева М.В., Каленский А.В., Гришаева Е.А., Зыков И.Ю., Никитин А.П.Ananieva M.V., Kalenskiy A.V., Grishaeva E.A., Zykov I.Y., Nikitin A.P.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/683

Работа посвящена расчету в рамках модернизированной модели горячей точки основных параметров инициирования взрывного разложения пентаэритриттетранитрата (ТЭНа) с наночастицами алюминия, кобальта и никеля: зависимости коэффициентов эффективности поглощения от размера наночастиц в матрице ТЭНа, пространственных и временных распределений температуры в системе ТЭН – наночастица, инициированной первой (1064 нм) и второй (532 нм) гармониками неодимового лазера. Показано, что диаметр частицы, соответствующий максимуму эффективности поглощения, и амплитуда максимума зависят от длины волны излучения. Для первой гармоники максимум эффективности поглощения наблюдается при больших размерах наночастиц алюминия, кобальта и никеля, чем для второй. При этом амплитуда максимума значительно уменьшается. Проведены расчеты наименьших значений критической плотности энергии и оптимальных размеров включений для каждой гармоники. Показано, что для всех рассмотренных включений критическая плотность энергии инициирования взрывного разложения второй гармоникой неодимового лазера значительно ниже, чем первой. Полученные результаты позволяют прогнозировать чувствительность энергетических материалов к воздействию лазерного излучения.

The paper is devoted to the calculation of the main parameters of explosive decomposition of pentaerythritol tetranitrate (PETN) containing aluminium, cobalt and nickel nanosized particles in terms of the modernized ‘hot spot’ model. The following parameters were calculated – dependence of the nanoparticles absorptivity on their sizes in PETN matrix, space and time distribution of the temperature in ‘PETN – nanoparticle’ system initiated by the first and second harmonics of the YAG-Nd laser. The research showed that the particle’s diameter, corresponding to the absorption maximum, and the maximum peak value both depend on the irradiation wave length. For the first harmonic of the YAG-Nd laser the absorption maximum is observed in bigger nanoparticle sizes of aluminium, cobalt and nickel than for the second harmonic. At the same time the maximum peak value decreases considerably. The calculation of the minimal value of the critical energy density and the optimal nanoparticle sizes for each wave length was made. The results show that in all the examined inclusions critical energy density for the second harmonic is much smaller than for the first one. The results make it possible to predict the sensitivity of energetic materials to laser irradiation.

наноразмерные металлырасчет эффективности поглощениямоделированиеэнергетические материалыnanosized metalsabsorptivitysimulationenergetic materialsРФФИReferencesFair, H. D. Energetic Manerials. vol. 1. Physics and chemistry of the inorganic azides / H. D. Fair, R. F. Walker. – NewYork; London: PlenumPress. – 1977. – 382 р.Fair, H. D. Energetic Manerials. vol. 1. Physics and chemistry of the inorganic azides / H. D. Fair, R. F. Walker. – NewYork; London: PlenumPress. – 1977. – 382 р.Гусаченко, Л. К. Зажигание и гашение гомогенных энергетических материалов световым импульсом / Л. К. Гусаченко, В. Е. Зарко, А. Д. Рычков // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т. 28. – № 1. – С. 80 – 88.Гусаченко, Л. К. Зажигание и гашение гомогенных энергетических материалов световым импульсом / Л. К. Гусаченко, В. Е. Зарко, А. Д. Рычков // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т. 28. – № 1. – С. 80 – 88.Чумаков, Ю. А. Инициирование реакции в окрестности одиночной частицы, нагреваемой СВЧ излучением / Ю. А. Чумаков, А. Г. Князева // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т. 28. – № 2. – С. 24 – 30.Чумаков, Ю. А. Инициирование реакции в окрестности одиночной частицы, нагреваемой СВЧ излучением / Ю. А. Чумаков, А. Г. Князева // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т. 28. – № 2. – С. 24 – 30.Буркина, Р. С. Инициирование реакционно-способного вещества потоком излучения при поглощении его неоднородностями вещества / Р. С. Буркина, Е. Ю. Морозова, В. П. Ципилев // Физика горения и взрыва. – 2011. – Т. 47. – № 5. – С. 95  105.Буркина, Р. С. Инициирование реакционно-способного вещества потоком излучения при поглощении его неоднородностями вещества / Р. С. Буркина, Е. Ю. Морозова, В. П. Ципилев // Физика горения и взрыва. – 2011. – Т. 47. – № 5. – С. 95  105.Определение ширины фронта волны реакции взрывного разложения азида серебра / В. Г. Кригер [и др.] // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т. 48. – № 4. – С. 129 – 136.Определение ширины фронта волны реакции взрывного разложения азида серебра / В. Г. Кригер [и др.] // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т. 48. – № 4. – С. 129 – 136.Кригер, В. Г. Релаксация электронно-возбужденных продуктов твердофазной реакции в кристаллической решетке / В. Г. Кригер, А. В. Каленский, А. А. Звеков // Химическая физика. – 2012. – Т. 31. – № 1. – С. 18  22.Кригер, В. Г. Релаксация электронно-возбужденных продуктов твердофазной реакции в кристаллической решетке / В. Г. Кригер, А. В. Каленский, А. А. Звеков // Химическая физика. – 2012. – Т. 31. – № 1. – С. 18  22.Светочувствительный материал на основе смеси тэна и наночастиц алюминия / Б. П. Адуев [и др.] // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т. 48. – № 3. – С. 127 – 132.Светочувствительный материал на основе смеси тэна и наночастиц алюминия / Б. П. Адуев [и др.] // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т. 48. – № 3. – С. 127 – 132.Адуев, Б. П. Влияние добавок частиц монокарбида никеля на чувствительность тетранитропентаэритрита к лазерному инициированию / Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, А. В. Пузынин // Химическая физика. – 2009. – Т. 28. – № 11. – С. 50 – 53.Адуев, Б. П. Влияние добавок частиц монокарбида никеля на чувствительность тетранитропентаэритрита к лазерному инициированию / Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, А. В. Пузынин // Химическая физика. – 2009. – Т. 28. – № 11. – С. 50 – 53.Влияние эффективности поглощения лазерного излучения на температуру разогрева включения в прозрачных средах / В. Г. Кригер [и др.] // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т.48. – № 6. – С. 54 – 58.Влияние эффективности поглощения лазерного излучения на температуру разогрева включения в прозрачных средах / В. Г. Кригер [и др.] // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т.48. – № 6. – С. 54 – 58.Comparative Analysis of Energetic Materials Explosion Chainand Thermal Mechanisms / М. V. Ananyeva [et al.] // Известия вузов. Физика. – 2012. – Т. 55. – № 11/3. – С. 13 – 17.Comparative Analysis of Energetic Materials Explosion Chainand Thermal Mechanisms / М. V. Ananyeva [et al.] // Известия вузов. Физика. – 2012. – Т. 55. – № 11/3. – С. 13 – 17.The Microcenter Heat Explosion Model Modernization / A. V. Kalenskii [et al.] // Известия вузов. Физика. – 2012. Т. 55. № 11/3. – С. 62 – 66.The Microcenter Heat Explosion Model Modernization / A. V. Kalenskii [et al.] // Известия вузов. Физика. – 2012. Т. 55. № 11/3. – С. 62 – 66.Влияние длины волны лазерного излучения на энергетический порог инициирования азидов тяжелых металлов / В. М. Лисицин [и др.] // Физика горения и взрыва. – 2011. – Т. 47. – № 5. – С. 106 – 116.Влияние длины волны лазерного излучения на энергетический порог инициирования азидов тяжелых металлов / В. М. Лисицин [и др.] // Физика горения и взрыва. – 2011. – Т. 47. – № 5. – С. 106 – 116.Кригер, В. Г. Пороговая энергия инициирования азида серебра эксимерным лазером / В. Г. Кригер, А. В. Каленский, В. В. Коньков // Материаловедение. – 2003. – № 7. – С. 2 – 8.Кригер, В. Г. Пороговая энергия инициирования азида серебра эксимерным лазером / В. Г. Кригер, А. В. Каленский, В. В. Коньков // Материаловедение. – 2003. – № 7. – С. 2 – 8.Золотарев, В. М. Оптические постоянные природных и технических сред / В. М. Золотарев, В. Н. Морозов, Е. В. Смирнова. – Л.: Химия, 1984.Золотарев, В. М. Оптические постоянные природных и технических сред / В. М. Золотарев, В. Н. Морозов, Е. В. Смирнова. – Л.: Химия, 1984.Диффузионная модель разветвленной цепной реакции взрывного разложения азидов тяжелых металлов / В. Г. Кригер [и др.] // Химическая физика. – 2009. – Т. 28. – № 8. – С. 67 – 71.Диффузионная модель разветвленной цепной реакции взрывного разложения азидов тяжелых металлов / В. Г. Кригер [и др.] // Химическая физика. – 2009. – Т. 28. – № 8. – С. 67 – 71.Механизм твердофазной цепной реакции / В. Г. Кригер [и др.] // Материаловедение. – 2006. – № 9. – С. 14 – 21.Механизм твердофазной цепной реакции / В. Г. Кригер [и др.] // Материаловедение. – 2006. – № 9. – С. 14 – 21.Transition from slow Decomposition Process into the Self-Accelerated Mode in Energetic materials / A. V. Kalenskii [et al.] // Известия вузов. Физика. – 2012. Т. 55. № 11/3. – С. 50 – 54.Transition from slow Decomposition Process into the Self-Accelerated Mode in Energetic materials / A. V. Kalenskii [et al.] // Известия вузов. Физика. – 2012. Т. 55. № 11/3. – С. 50 – 54.Неизотермическая модель разветвленной цепной реакции взрывного разложения энергетических материалов / Е. А. Гришаева [и др.] // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. – 2013. – Т. 10. – № 1. – С. 44 – 49.Неизотермическая модель разветвленной цепной реакции взрывного разложения энергетических материалов / Е. А. Гришаева [и др.] // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. – 2013. – Т. 10. – № 1. – С. 44 – 49.

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