Hærens nye fund sænker utilsigtet detonation af lagre

Forskere ved to store nationale laboratorier har demonstreret en ny metode til at teste sprængstoffer opbevaret i våbenlagre, et skridt, de siger, vil hjælpe med at reducere utilsigtet detonation og sikre, at våbnene fungerer som forventet.

Oplagrede små og store sprængstoffer, fra sprænghætter til atomvåben, skal testes regelmæssigt for sikkerhed, om disse våben opbevares i fem år eller opbevares i 30 år eller mere. Når det udsættes for ekstreme miljøforhold, såsom temperaturer over 65 grader Celsius eller under minus 20 grader Celsius, de kan blive tilbøjelige til utilsigtet detonation.

Men test af sprængstof i stor skala er tidskrævende, dyrt og indebærer adskillige sikkerhedsrisici, sagde Dr. Jennifer L. Gottfried, en forsker ved U.S. Army Research Laboratory.

Hun og et team af ARL-forskere udviklede en teknik til at måle energifrigivelsen fra små mængder eksplosivt materiale ved at fokusere en højeffekt laserpuls, der varer nogle få nanosekunder (en milliardtedel af et sekund) på overfladen af ​​eksplosivstoffet. Da der kun er brug for meget små mængder materiale (et par tusindedele af et gram) til testen, der er ingen fare for en eksplosion, og testen kan sikkert udføres inde i forskningslaboratoriet.

Laserpulsen, som træder i stedet for en egentlig detonationshændelse, river voldsomt de eksplosive molekyler fra hinanden og danner et laser-induceret plasma. Temperaturer i plasma når hurtigt over 10, 000 K (17, 540 grader F), skabe en chokbølge, der udvider sig i den omgivende luft. Jo stærkere sprængstoffet er, jo varmere plasmaet bliver, og jo hurtigere bevæger chokbølgen sig. Ved at måle hastigheden af ​​chokbølgen, energifrigivelsen fra sprængstoffet kan bestemmes.

Denne teknik blev for nylig brugt til at teste en eksplosiv formulering af interesse for forskere ved Sandia National Laboratories, som studerer egenskaberne af gamle energiske materialer.

Dette gennembrud er beskrevet detaljeret i det snart udkomne papir "Laboratorie-skala undersøgelse af indflydelsen af ​​aldring på ydeevnen og følsomheden af ​​et sprængstof indeholdende ε-CL-20" af Jennifer L. Gottfried, Rose A. Pesce-Rodriguez, Darcie Farrow og Jennifer Dellinger i tidsskriftet Propellants, Sprængstoffer, Pyroteknik.

"Vores resultater viste med succes, at en eksplosiv formulering baseret på militærets mest kraftfulde sprængstof, CL-20, bliver ikke kun mindre effektiv, når den opbevares ved høje temperaturer, det bliver også lettere at antænde, " sagde Gottfried. "Dette øger sandsynligheden for, at et våben, der indeholder dette sprængstof, kan blive affyret ved et uheld, skaber en betydelig sikkerhedsrisiko for vores soldater."

Den nye laserbaserede teknik udviklet på ARL vil gøre det muligt for forsvarsministeriet og energiministeriet billigt og nemt at overvåge kvaliteten af ​​deres våbenlagre for at sikre, at de våben, soldaterne bruger, er sikre og effektive.

"At teste lagre er en kontinuerlig proces og er vigtig for nuværende lagre såvel som ældre. Prøverne i denne undersøgelse blev kun ældet i fem år og viste stadig nedsat ydeevne og øget følsomhed, " sagde Gottfried.