Hot stuff:En ny termisk vej til et højeksplosiv

TATB (1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzen) er en vigtig eksplosiv forbindelse på grund af dens omfattende brug i ammunition og verdensomspændende våbensystemer. På trods af dens betydning har forskere forsøgt at forstå dens reaktion på ekstreme temperaturer i de sidste 50 år.

Et team fra Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) har afsløret en ny termisk nedbrydningsvej for TATB, der har en væsentlig betydning for beregningsmodeller, der forudsiger energifrigivelsen og den termiske adfærd af TATB og muligvis andre ufølsomme højeksplosiver (IHE'er). Forskningen vises i Propellants, Explosives, Pyrotechnics .

TATB betragtes bredt som den mest stabile IHE, da den ikke let detoneres af eksterne stimuli. Den gennemgår ikke den termiske sekvens af deflagration-til-detonation (DDT), som er unik blandt sprængstoffer. Det kræver en ordentlig detonationskæde at initiere, så håndtering af materialet er relativt fri for utilsigtet initiering, hvis de rigtige sikkerhedsmetoder følges.

Et aspekt af denne sikkerhedskonvolut er, hvordan materialet reagerer på ekstreme temperaturer; om dette materiale bliver mere følsomt og ikke længere er sikkert at håndtere, når det udsættes for unormale termiske miljøer.

"Vores mål med dette projekt var at forstå adfærden eksperimentelt for at konstruere beregningsmodeller, der forudsiger adfærd for alle termiske eksponeringsforhold," sagde LLNL-forsker Keith Morrison, en medforfatter af arbejdet.

Studiet har etableret en ny forståelse af IHE-nedbrydning og lægger grundlaget for at forbinde komplekse molekylære processer med kinetiske og termodynamiske målinger af IHE.

"Denne nye nedbrydningsreaktion af TATB er traditionelt blevet overset i litteraturen, og vores undersøgelse fremhæver nye molekylære veje, der opstår, når IHE opvarmes over dets stabilitetsgrænse," sagde LLNL-forsker John Reynolds, også medforfatter. "Disse veje kan hjælpe med at begrænse de fysisk-kemiske egenskaber af nuværende og fremtidige IHE-forbindelser, hvilket giver mulighed for at forudsige adfærd og sikker håndtering af energiske materialer."

Flere oplysninger: Keith D. Morrison et al., TATB termisk nedbrydning:Udvidelse af den molekylære profil med kryofokuseret pyrolyse GC-MS, Propellants, Explosives, Pyrotechnics (2024). DOI:10.1002/prep.202300268

Leveret af Lawrence Livermore National Laboratory