LASER INITIATION OF PETN: SELECTIVE PHOTOINITIATION REGIME
Abstract
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.
About the Authors
E. D. Aluker
Kemerovo State University
Russian Federation
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
Russian Federation
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
A. G. Krechetov
Kemerovo State University
Russian Federation
Alexander G. Krechetov – Doctor of Physics and Mathematics, Professor, Head of the Department of Physical Chemistry
Russian Federation
Alexander G. Krechetov – Doctor of Physics and Mathematics, Professor, Head of the Department of Physical Chemistry
A. Yu. Mitrofamov
Kemerovo State University
Russian Federation
Anatoliy Yu. Mitrofanov – Candidate of Physics and Mathematics, Assistant Professor at the Department of Physical Chemistry
Russian Federation
Anatoliy Yu. Mitrofanov – Candidate of Physics and Mathematics, Assistant Professor at the Department of Physical Chemistry
References
1. Быстрое инициирование ВВ. Особые режимы детонации // Сб. научн. статей под ред. В. И. Таржанова. – Снежинск.: Изд-во РФЯЦ-ВНИИТФ, 1998. – 168 с.
2. Bourne, N. K. On the last ignition and initiation of explosives / N. K. Bourne // R. Soc. Lond. A(2001). 457. – P. 1401 – 1426.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. Гурвич, А. М. Введение в физическую химию кристаллофосфоров / А. М. Гурвич. – М. Высшая школа, 1982. – С. 375.
Review
For citations:
Aluker E.D., Krechetov A.G., Mitrofamov A.Yu. LASER INITIATION OF PETN: SELECTIVE PHOTOINITIATION REGIME. SibScript. 2013;(3-3):54-60. (In Russ.)
Views:
384
Email this article 