Gli scienziati e i collaboratori del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) del Los Alamos National Laboratory (LANL) hanno per la prima volta scattato istantanee 3D di detonatori ad alto potenziale in funzione.

Scienziati di LLNL, Los Alamos e le tecnologie di sicurezza nazionale, LLC (NSTech) ha combinato funzionalità di imaging all'avanguardia con la ricostruzione tomografica computerizzata (imaging a sezione trasversale a raggi X) in esperimenti eseguiti presso l'Advanced Photon Source dell'Argonne National Laboratory per generare istantanee 3D di iniziatori a foglio che esplodono.

Iniziatori a foglio esplosivo (EFI), noti anche come detonatori slapper, offrono vantaggi in termini di sicurezza e tempistica rispetto ad altri mezzi di innesco di esplosivi ad alto potenziale. Però, capire come funzionano i detonatori è impegnativo.

L'EFI è un miglioramento del precedente detonatore a ponte esplosivo. Invece di accoppiare direttamente l'onda d'urto dal filo che esplode, il plasma in espansione da un'esplosione di un foglio di metallo guida un altro sottile foglio di plastica o metallo chiamato "volantino" o "schiaffo" attraverso uno spazio vuoto, e il suo impatto ad alta velocità sull'esplosivo fornisce quindi l'energia e lo shock necessari per avviare una detonazione.

"I ricchi dati di imaging su EFI e la microstruttura del flyer rappresentano nel tempo una nuova opportunità per affinare la comprensione del funzionamento dei flyer dei detonatori slapper, " ha detto Trevor Willey di LLNL, coautore della ricerca. "I parametri possono essere sintonizzati per ottenere prestazioni ottimali. I dati aiuteranno a comprendere il meccanismo di avvio dei detonatori slapper".

La ricerca è importante per valutare i margini di invecchiamento, sicurezza e prestazioni, e nello sviluppo di progetti nuovi e migliorati.

Durante l'esperimento, un sistema a quattro telecamere sviluppato da LANL/NSTech ha acquisito quattro immagini da impulsi a raggi X successivi da ogni scatto. Il primo frame era prima del bridge burst. La seconda mostra il volantino a circa 0,16 millimetri (mm) sopra la superficie, ma i bordi della pellicola e/o del volantino sono ancora attaccati al supporto. Il terzo fotogramma cattura il volantino in volo, mentre il quarto mostra un volantino completamente distaccato in una posizione che è tipicamente al di là del punto in cui gli schiaffeggiatori colpiscono innescando esplosivi. I ricercatori hanno quindi utilizzato gli strumenti per tomografia Livermore recentemente sviluppati per ricostruire immagini 3D di volantini operativi.

La tecnica viene ora utilizzata per supportare diversi sforzi programmatici in corso all'interno di LLNL.

La ricerca appare in Rivista di fisica applicata .