Forskere bruger radiografi til at forstå udviklingen af ​​flydende og faste mikrostråler

Forskere fra Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) har eksperimentelt testet forudsigelserne fra en undersøgelse fra 2020, der beregnet undersøgte effekten af ​​smeltning på støddrevne metalmikrojetfly. Det tidligere arbejde forudsagde, at smeltning af basismaterialet ikke nødvendigvis fører til en væsentlig stigning i jetmasse.

LLNL-holdet bekræftede forudsigelserne om mikrojet-adfærd med flydende og faste tin-mikrojet-eksperimenter. Arbejdet, ledet af LLNL videnskabsmand David Bober, er med i Journal of Applied Physics og blev valgt som redaktørs valg.

Bober sagde, at mikrojets er vigtige at studere, fordi de er eksempler på bredere jetting- og ejecta-processer, der forekommer gennem chokfysikken for kondenseret stof. betyder alt fra sprængstoffer til asteroide-nedslag.

Bober sagde, at holdet var motiveret af et sæt simuleringer udført af LLNL-designfysiker Kyle Mackay, som også er medforfatter til nærværende undersøgelse. Arbejdet ledet af Mackay kan findes her og opsummeres her.

"Mackays simuleringer viste en meget overraskende tendens, og vi ønskede grundlæggende at se, om det var ægte, " sagde Bober. "Specielt, at arbejde forudsagde, at smeltning af basismaterialet måske ikke altid ville føre til en dramatisk stigning i massen af ​​materiale, der kastes ud fra et overfladeelement, hvilket strider imod den konventionelle visdom om, hvordan disse ting skal fungere."

Forskningen blev udført ved at skære en lille rille i toppen af ​​en blikplade. Holdet ramte derefter bunden med et hurtigt bevægende projektil. Det medførte, at en væskelignende tinstråle blev kastet fremad fra rillen og ind i banen for en intens røntgenstråle.

"Vi brugte disse røntgenstråler og en række højhastighedskameraer til at tage en række billeder af den flyvende tinjet, som så lader os beregne ting som jetflyets masse og hastighed, " sagde Bober. "For evnen til at gøre alt det, vi står i gæld til mange kolleger, især dem i Dynamic Compression Sector ved Advanced Photon Source på Argonne National Laboratory."

Bober sagde, at han er spændt på at forklare, hvordan resultaterne opstår i naturen og i simuleringer. Holdet har for nylig indsamlet opfølgningsdata, der måler den lokale fase af jetflyene, og planlægger også fremtidige skud for at udforske de materialeparametre, som de mener kan være vigtigst for fænomenerne.

"Holdet har stadig arbejde foran sig for at forstå, hvad der præcist foregår i eksperimenterne, " sagde Bober. "Jeg håber, vi er på vej til at forbedre ejecta-modeller ved at detaljere den fysik, der sker omkring smelteovergangen."