Unang Binaril gamit ang mga Paputok na Ginawa sa Pambansang Pasilidad ng Pag-aapoy

Ang unang pagbaril kasama ang mga pampasabog ay isinagawa kamakailan sa National Ignition Facility. Kredito: LLNL

Ang unang pagbaril upang suriin ang isang mataas na sample ng paputok ay kamakailan-lamang Pasilidad ng Pambansang Ignition (NIF), ang pinaka masiglang laser sa buong mundo. Ang mga resulta mula sa kuha ay may kasamang bagong data na makakatulong sa mga mananaliksik na mabuksan ang mga misteryo ng mataas na paputok (HE) kimika at lokasyon. Lawrence Livermore National Laboratory Ang (LLNL) ay magpapatuloy sa pamana nito bilang isang nangunguna sa HE science at diagnostic na pagbabago.

“Ang pagbaril na ito ay ang una sa isang serye na magbabago sa pag-unawa ng Laboratoryo sa mga mataas na eksplosibo sa pamamagitan ng pagbuo ng hindi pa nakuha na pang-eksperimentong data na sumusukat sa tugon ng mataas na pasabog na pinapagana ng laser sa panahon ng reaksyon,” sabi ni Lara Leininger, director ng LLNL’s Center para sa Mga Kagamitan na Energetic. (EMC) at pangunahan ang proyektong ito ng Lab-Oriented Research and Development (LDRD).

Sinabi ni Leininger na pinahintulutan din ang mga resulta sa LLNL na kritikal na suriin ang mga nahuhulaan na kakayahan sa computational at ang nangungunang thermochemical code ng Lab, na Cheetah, at lubos na pinalawak ang mga kakayahang pang-eksperimentong inilapat sa mataas na paputok.

Bago ang Nobyembre 4 na pagbaril ng NIF, ang mga solidong produkto ng carbon (o condensates) mula sa naturang reaksyong kemikal ay maaaring kalkulahin sa mga physics at thermochemistry code ng LLNL, ngunit ang kanilang mga istrukturang atomiko ay hindi direktang nasusukat. sa lugar, Na may dalawang X-ray probe beams sa parehong target na mas mababa sa 50 nanoseconds. “TARDIS (TARget Diffraction Sa lugarAng physicist ng LLNL na si Jon Eggert ay nagsabi, “Ang platform na binuo namin upang magamit ang maraming iba’t ibang mga pang-agham at programmatic na aplikasyon, lalo na ang dalawahang pagsisiyasat at malawak na hanay ng mga laki ng lugar, sa mga bagong lugar ng pagsasaliksik na mahalaga sa misyon ng Laboratoryo.

Mas mababa sa 7 milligrams ng solong kristal triaminotrinitrobenzene (TATB) ang ginamit, na hindi maputok sa pagbaril. Ang TATB ay isang insensitive high-explosive at hindi pangkaraniwang sa mababang pagiging sensitibo nito (kaugnay sa maginoo na mataas na paputok) sa mga stimuli tulad ng alitan, presyon, temperatura, epekto o spark. Kinunan Nakuha ang ebolusyon ng oras ng mga produkto sa ilalim ng shock compression na lampas sa 150 gigapascals (1.5 milyong beses sa kapaligiran ng Earth).

Ang isang serye ng mga pag-shot ay pinlano upang lubos na mapahusay ang pag-unawa ng Laboratoryo ng mas mataas na agham sa edukasyon, sinusuri ang saklaw mula sa pagbaril ng mababang presyon hanggang sa napakabilis na pagsisimula at mga puntos sa pagitan.

“Sa pamamagitan ng paggamit ng natatanging mga kakayahan ng NIF, lalo na ang mahabang driver ng laser (60 nanoseconds) na sinamahan ng dalawang X-ray na pagsisiyasat bawat shot, maaari nating simulan na maunawaan ang pagbuo ng produkto ng reaksyon bilang isang pagpapaandar ng shock pressure,” sinabi ng lead na si Samantha Clarke . Siyentista para sa pagbaril. “Nakuha namin ang mahusay na data mula sa lahat ng mga diagnostic at nakita ang malinaw na katibayan ng pagbuo ng mga produkto sa loob ng 50 nanoseconds.”

Ang mga resulta ng pagbaril ay direktang nauugnay din sa patuloy na mga aktibidad ng pamamahala ng stock na nakabatay sa agham ng Lab sa Direktoryo ng Weapon and Complex Integration (WCI) ng LLNL.

Tom Arsenlis, pinuno ng Physics and Engineering Models, sinabi na ang mga eksperimentong ito ay pinapayagan ang LLNL na siyasatin ang istraktura ng mga produktong detonasyon ng HE sa oras ng pagsabog at tumulong na patunayan ang mga modelo ng pagganap ng HE.

“Sa mahusay na mga diagnostic sa NIF, nagagawa naming magtrabaho kasama ang maliliit na mga sample at lubos na mabawasan ang mga panganib na magtrabaho kasama ang mga mataas na pampasabog habang kumukuha ng data na nauugnay sa programa,” aniya.

Sa Direktor ng Global Security ng LLNL, ipapaalam sa mga eksperimentong ito ang mga teknolohiya sa pagtuklas para sa mga di-paglaganap at mga teknolohiya ng pagharang para sa kontra-terorismo ng nukleyar. Bilang karagdagan, ang pagbaril ay pangako ng LLNL sa a National Nuclear Security Administration (NNSA) Sentro ng Kahusayan sa Mataas na Paputok.

Pag-unawa sa explosive shot

Ang ligtas na kaligtasan ng materyal na ito ay ginagawang mahalaga sa Mga Programang Depensa ng NNSA at Kagawaran ng Depensa. Dahil sa kamag-anak nitong pagkasensitibo sa panlabas na stimuli, ang TATB ay mahalaga sa WCI at NNSA ng LLNL at ginagamit bilang pangunahing salarin sa mga sistema ng sandata.

“Alam namin na ang mga pagsabog ng TATB ay nagtapos sa solidong carbon, ngunit ang temporal na ebolusyon, morpolohiya, at allotrope ay hindi pa rin alam para sa lahat ng mga kondisyon,” sabi ni Leininger. “Ang NIF ay isang natatanging pasilidad sa pang-eksperimentong maaaring masukat ang mga kinetika ng solidong produksyon ng carbon sa mga reaksyon ng TATB sa ilalim ng mga paputok na kundisyon.”

Tulad ng isang kahoy na apoy na lumilikha ng uling, ang pagsabog ng CHNO (carbon, hydrogen, nitrogen at oxygen-based) na mga paputok, tulad ng TATB, ay maaari ring gumawa ng solidong carbon. Ipinaliwanag ni Leininger na ang bawat paputok ay magkakaiba, at hinuhulaan ang dami, yugto (ibig sabihin, brilyante o grapayt) at oras ng ebolusyon ng produksyon ng carbon condensate na ito ay mahalaga para sa pagbuo ng hinuhulaan na pagmomodelo.

Tatlong yugto na proyekto

Pinondohan ng LDRD Program, nagsimula ang pag-aaral noong 2017 at nakatuon sa multidisciplinary strategic na inisyatiba sa LLNL gamit ang dalawang pangunahing kakayahan: mataas na agham ng paputok at mataas na enerhiya na potensyal na agham ng photon.

Ang unang yugto ng proyekto ay ang pagbuo ng mga diagnostic na teknolohiya. Ang koponan ng proyekto ay binuo at nabago, pagkatapos ay naglapat ng mga bagong diskarte sa diagnostic para sa pagsukat sa lugarmga dinamikong, pinapatakbo ng laser na mataas na mga tugon na paputok. Ang pokus ng yugtong ito ay ang mabilis na pag-unlad at matalinong pagwawakas ng mga hindi praktikal na konsepto. Ang unang eksperimento ay naganap sa LLNLs Jupiter Pasilidad sa ilalim ng pamumuno ni Joseph Zaug.

Sa pangalawang yugto, ang mga konsepto ay nasuri sa isang serye ng mga kuha na kinunan sa Omega Laser Facility sa University of Rochester. Ang mga makabuluhang pagpapabuti sa diagnostic ay nagawa ng NIF Materials Integrated Experimental Team (IET) sa loob ng maraming taon, na pinapagana ang koponan na pinamunuan ni Michelle Marshall na ipakita ang pagiging posible ng pagsukat ng mga solidong produkto. sa lugar upang magamit ang X-ray diffraction sa laser backlit X-ray probe beams at upang siyasatin ang target na paghahanda, pagsasaayos at pag-setup ng diagnostic. Si Marshall ay nakikipagtulungan din sa isang nagpapatuloy na proyekto para sa karagdagang mga eksperimento sa Omega upang siyasatin ang solidong pagbuo ng produkto sa TATB, na nakumpleto ang mga eksperimento ng NIF, at upang masukat ang equation ng estado ng iba pang mga hindi sensitibong materyal na paputok.

Ang yugto ng capstone ng proyekto ay isinasagawa sa NIF, at ang mga pagpapaunlad ay pinagsama sa isang komprehensibong paglalarawan ng zone ng reaksyon ng pagsabog. Ang matagumpay na paglipat mula sa Omega hanggang NIF sa isang maikling sukat ng oras ay ibinigay din ng NIF Materials IET. Ang Nobyembre ika-4 na shot integrated integrated diskarte na binuo sa unang dalawang yugto at nagbigay ng data sa umuusbong na kimika ng hindi sensitibong mataas na paputok na nag-react. Sinabi ni Clarke na ang huling target sa NIF ay 6.92 milligrams. Sa pamamagitan ng isang pagsabog enerhiya ng tungkol sa 4 kilojoules bawat gramo, ang output output ng target na ito ay tungkol sa 30 joules ng enerhiya. Sa paghahambing, ang NIF laser ay maaaring maghatid ng higit sa 2 milyong mga joule ng enerhiya sa target.

Ang koponan ay nagtagumpay para sa tagumpay

Ang koponan ay umasa sa Jupiter Laser Facility ng LLNL at ang Omega Laser Facility sa University of Rochester’s Laser Energy Laboratory upang magsagawa ng trabaho bago ang pagkuha ng pelikula sa NIF.

Ang paggamit ng matataas na pampasabog sa NIF, isang pasilidad ng radiology, ay nangangailangan ng maingat na pagsusuri at paghahanda. Ayon kay Ken Kasper, na namamahala sa Programang Security ng NIF, tulad ng iba pang mapanganib o radioactive na materyal, kinailangan ng NIF na paunlarin at magpatupad ng mahigpit, pormal na mga pagpapatakbo na mga proteksyon upang matiyak na ang mga mataas na eksperimentong pampasabog ay ligtas na natupad at sa loob ng pinapayagan na mga limitasyon sa pagpapatakbo ng NIF. .

“Ang mga advanced na diagnostic system ng NIF ay maaaring makuha ang kinakailangang data ng pang-eksperimentong mula sa pinakamaliit na mga sample ng TATB,” sabi ni Kasper. “Ang maliit na laki ng sample na ito ay ginagawang mas madali upang pamahalaan ang panganib.”

Espesyal na tala Leininger Sabi ko, Ang Tagapangulo ng Kaligtasan ng Komite sa Kaligtasan ng LLNL na si Kevin Vandersall at LLNL Controlled Materials Group ay nagpakita ng pansin at sipag kung saan si Don Schneider, sa isang night flight, ay lumipad sa Rochester, New York, upang matiyak na ang mga paputok na target ay maayos na nakabalot para sa isang pagbabalik na padala. Kay LLNL.

Kabilang sa mga pangunahing miyembro ng koponan sina Clarke, Marshall (University of Rochester), Zaug, Paulius Grivickas, Suzanne Ali, Bruce Baer, ​​Matt Nelms, Ray Smith, Martin Gorman, Damian Swift, Amalia Fernandez-Pañella, Larry Fried, Thomas Myers, Ben Yancey Carol Davis, Franco Gagliardi, Lisa Lauderbach, Trevor Willey, James McNaney, Eggert, at Leininger.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang pag-iimbak ng nababagong enerhiya sa mga bato sa halip na mga baterya ng lithium

Kapag may labis na kuryente mula sa hangin o solar na enerhiya, sisingilin ang supply ng enerhiya. Ginagawa ito gamit ang isang sistema...

Ang Flat Pasta ay Pinagbuti Na Ang Morphs Sa Hugis Kapag Luto

Pinangunahan ng CMU Lab ang pagbuo ng pasta na humuhubog kapag luto na. Kredito: Carnegie Mellon University Ang mga flat-pack noodle ay lumilikha ng...

Mga debate sa mga Dalubhasa: Na-diagnose ba ang PTSD?

Ang ilang mga klinika ay nag-aalala na post-traumatic stress disorder (PTSD) ang diyagnosis ay nadagdagan sa buong lipunan ng Kanluran mula pa noong huling...

Ang ilaw ng Zap ay nagpapalit ng mga kulay at pattern ng mga bagay

Ang bagong sistema ay gumagamit ng ilaw na UV na inaasahang sa mga bagay na natatakpan ng isang tinain na pinapagana ng ilaw upang...

Oo, Maaari kang Magkaroon ng Higit sa 150 Mga Kaibigan

Ang mga indibidwal ay maaaring mapanatili ang matatag na mga pakikipag-ugnay sa lipunan na may halos 150 katao. Ito ay isang mungkahi na...

Newsletter

Subscribe to stay updated.