Численное моделирование зажигания органических взрывчатых веществ нано- и миллисекундными лазерными импульсами в области слабого поглощения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат наук Долгачев, Вадим Александрович

• Долгачев, Вадим Александрович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Долгачев, Вадим Александрович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ПО

ИНИЦИИРОВАНИЮ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЗРЫВЧАТЫХ

ВЕЩЕСТВ ЛАЗЕРНЫМ ИМПУЛЬСОМ

1.1. Физико-химические свойства органических взрывчатых веществ

1.1.1. Физико-химические свойства ТЭНа

1.1.2. Физико-химические свойства гексогена

1.1.3. Физико-химические свойства октогена

1.1.4. Физико-химические свойства ТАТБ

1.2. Инициирование органических взрывчатых

веществ лазерным импульсом

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНИЦИИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ ЛАЗЕРНЫМ ИМПУЛЬСОМ НАНОСЕКУНДНОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ В ОБЛАСТИ СЛАБОГО ПОГЛОЩЕНИЯ

2.1. Введение

2.2. Постановка задачи

2.3. Критерий зажигания взрывчатого вещества коротким лазерным импульсом с учетом многократного отражения

2.4. Результаты численных расчетов и их обсуждение

2.5. Влияние реакции автокатализа на время задержки

зажигания ТЭНа

2.6. Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. ЗАЖИГАНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ ЛАЗЕРНЫМ ИМПУЛЬСОМ МИЛЛИСЕКУНДНЫМ ДЛИТЕЛЬНОСТИ В ДВУХСЛОЙНОЙ СИСТЕМЕ

3.1. Влияние толщины и коэффициента поглощения пленки оксида меди на время задержки зажигания ВВ лазерным импульсом миллисекундной

длительности

3.1.1. Введение

3.1.2. Постановка задачи

3.1.3. Результаты численных расчетов и их обсуждение

3.2. Зависимость минимальной энергии зажигания взрывчатых веществ миллисекундным лазерным импульсом от

толщины поглощающей пленки

3.3. Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4. ЗАЖИГАНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ ЛАЗЕРНЫМ ИМПУЛЬСОМ МИЛЛИСЕКУНДНОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ В ТРЕХСЛОЙНОЙ СИСТЕМЕ

4.1. Влияние толщины пленки оксида меди на зажигание ВВ лазерным импульсом миллисекундной длительности

4.1.1. Постановка задачи

4.1.2. Результаты численных расчетов и их обсуждение

4.2. Зависимость минимальной энергии зажигания взрывчатых веществ миллисекундным лазерным импульсом от толщины поглощающей пленки в трехслойной системе

4.3. Выводы по четвертой главе

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Численное моделирование зажигания органических взрывчатых веществ нано- и миллисекундными лазерными импульсами в области слабого поглощения»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В последнее десятилетие возросло число работ как в России, так и за рубежом по экспериментальному изучению и математическому моделированию инициирования твердых взрывчатых веществ (ВВ), гетерогенных пиротехнических составов и твердых ракетных топлив лазерными импульсами различной длительности: от нано- до миллисекундного диапазона. Этот обусловлено, во-первых, возросшей чувствительностью современной электронной аппаратуры для регистрации быстропротекающих процессов, происходящих в конденсированных взрывчатых веществах в периоде задержки, например импульсная проводимость и люминесценция твердого тела и продуктов взрыва. Во-вторых, данные проводимости и люминесценции твердого тела необходимы для разработки механизмов и математических моделей зажигания конденсированных взрывчатых веществ. В-третьих, это вызвано практическим использованием лазеров, например, для запуска ракетных двигателей при помощи светодетонаторов, помехозащищенность которых намного больше, чем у электродетонаторов. Кроме того, лазерное инициирование открывает весьма интересные перспективы развития взрывных технологий в плане повышения их безопасности. Именно с этим связан нарастающий поток работ, посвященных изучению инициирования конденсированных энергетических веществ лазерными импульсами различной длительности.

Наиболее плодотворно в последние десятилетия изучается инициирование тетранитропентаэритрита (ТЭН) лазерным импульсом в Кемеровском государственном и Национальном исследовательском Томском политехническом университетах. Для использование ТЭНа в реальных условиях необходимо в первую очередь детальное изучение механизма инициирования мощным импульсным излучением лазера, импульсом электронов, нагревом и ударом.

При инициировании органических ВВ по тепловому механизму с открытой поверхности, например, ТЭНа, необходим импульсный лазер огромной мощности [1]. Это вызвано тем, что коэффициент поглощения света на длине волны неодимового лазера органическими ВВ мал. Поэтому для снижения пороговой энергии зажигания органических взрывчатых веществ монохроматическим импульсом света их накрывают прозрачной пластинкой, наносят металлическую пленку или вводят поглощающие свет включения (горячие точки). В [2] полагают, что зажигание ВВ в этом случае обусловлено плазмой, образующейся при оптическом пробое на границе раздела стекло-ВВ, на границе между кристалликами в прессованных таблетках [3], а также абляцией металлической пленки [4].

Для того, чтобы пренебречь оптическим пробоем необходимо использовать лазер миллисекундной длительности, а для того чтобы пренебречь абляцией вместо металлической пленки необходимо использовать пленку из полупроводника. Это обусловлено тем, что толщина скин-слоя в металле значительно меньше толщины слоя, в котором поглощается свет в полупроводнике. В этом случае зажигание ВВ произойдет от горячей плоскости на границе раздела полупроводниковая пленка-ВВ. Данная идея с точки зрения эксперимента реализована в работе [5] на примере системы: стекло-оксид меди-ВВ. Работ по численному моделированию зажигания ВВ горячей полупроводниковой пленкой, нагреваемой лазерным импульсом нет. Этим и определяется актуальность работы.

Следует заметить, что для более полного понимания теплофизических процессов, происходящих в трехслойной системе стекло-оксид меди-ВВ необходимо провести численное моделирование зажигания органических ВВ как с открытой поверхности, так и в двухслойной системе оксид меди-ВВ.

Целью работы является систематическое численное исследование макроскопических закономерностей зажигания органических ВВ (ТЭН, гексоген, октоген и ТАТБ) нано- и миллисекундными лазерными

импульсами, выяснение закономерностей влияния теплоты плавления, радиуса светового пучка и толщины пленки оксида меди в системах оксид меди-ВВ, стекло-оксид меди-ВВ в рамках единых физико-химических моделей на основе уравнений теплопроводности.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1. Получить аналитический критерий для оценки порога зажигания конденсированных взрывчатых веществ лазерным импульсом с учетом многократного отражения светового потока от противоположных сторон образца.

2. Разработать пакеты прикладных программ:

-для решения уравнений теплопроводности в цилиндрической системе координат с учетом плавления и многократного отражения светового потока от противоположных сторон образца;

-для решения уравнений теплопроводности в системах оксид меди-ВВ; стекло-оксид меди-ВВ.

3. Провести численное моделирование зажигания с открытой поверхностью ТЭНа, гексогена, октогена и ТАТБ наносекундным лазерным импульсом, сопоставить с имеющимися экспериментами, проверить критерий зажигания ВВ и установить рядовую зависимость пороговой плотности энергии зажигания ВВ.

4. Провести численное моделирование зажигания ТЭНа, гексогена, октогена и ТАТБ миллисекундным лазерным импульсом в двухслойной системе: оксид меди-ВВ. Установить рядовую зависимость пороговой плотности энергии зажигания ВВ лазерным импульсом. Рассчитать минимальную энергию зажигания ВВ по окончании лазерного импульса.

5. Провести численное моделирование зажигания ТЭНа, гексогена, октогена и ТАТБ миллисекундным лазерным импульсом в трехслойной системе: стекло-оксид меди-ВВ. Определить влияние теплоотвода в стеклянную

пластинку на порог зажигания. Сопоставить с имеющимися экспериментами, установить рядовую зависимость пороговой плотности энергии зажигания ВВ лазерным импульсом. Рассчитать минимальную энергию зажигания ВВ по окончании лазерного импульса.

Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые:

1. Получены уравнения для расчета критической температуры и плотности пороговой энергии зажигания конденсированных взрывчатых веществ лазерным импульсом малой длительности с учетом многократного отражения светового потока от противоположных сторон образца.

2. Установлена рядовая зависимость зажигания органических ВВ с открытой поверхности лазерным импульсом наносекундной длительности: ТЭН, гексоген, октоген и ТАТБ. Наиболее чувствительным при одинаковых коэффициентах отражения и поглощения света к инициированию лазерным импульсом является ТЭН, а наиболее термостойким является ТАТБ.

3. При зажигании ВВ лазерным импульсом миллисекундной длительности в двухслойной системе: пленка оксида меди-ВВ, динамическое время задержки зажигания ВВ имеет минимум в зависимости от толщины пленки, поглощающей световой поток, обусловленный тем, что чем меньше толщина пленки, тем больше световой энергии выходит из пленки, а для толстой пленки необходима больше времени для прогрева ее холодной части до температуры зажигания за время действия лазерного импульса.

4. При зажигании ВВ лазерным импульсом миллисекундной длительности в трехслойной системе: стекло-пленка оксида меди-ВВ, динамическое время задержки зажигания ВВ больше, чем в двухслойной системе и имеет минимум в зависимости от толщины пленки, обусловленный тем, что чем меньше толщина пленки оксида меди, тем быстрее она отдает тепло в стеклянную пластику, а для толстой пленки необходима больше времени для

прогрева ее холодной части до температуры зажигания за время действия лазерного импульса.

5. Минимальная энергия зажигания ТЭНа, гексогена, октогена и ТАТБ по окончании лазерного импульса миллисекундной длительности в двухслойной системе оксид меди-ВВ линейно зависит от толщины оксидной пленки, а рядовая зависимость чувствительности ВВ имеет вид: ТЭН, гексоген, октоген и ТАТБ.

6. Минимальная энергия зажигания ТЭНа, гексогена, октогена и ТАТБ по окончании лазерного импульса миллисекундной длительности в трехслойной системе стекло-оксид меди-ВВ практически не зависит от толщины оксидной пленки, а рядовая зависимость чувствительности ВВ имеет вид: ТЭН, гексоген, октоген и ТАТБ.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Критерий зажигания конденсированных взрывчатых веществ коротким лазерным импульсом, учитывающий многократное отражение светового потока от противоположных сторон образца и согласующийся с результатами численного моделирования зажигания с открытой поверхности ТЭНа, гексогена, октогена и ТАТБ.

2. Динамическое время задержки зажигания органических ВВ лазерным импульсом миллисекундной длительности имеет минимум в зависимости от толщины поглощающей пленки оксида меди в системах: оксид меди-ВВ, стекло-оксид меди-ВВ.

3. Тепловой механизм зажигания ТЭНа лазерным импульсом миллисекундной длительности для трехслойной системы стекло-пленка оксида меди-ТЭН, согласующийся с экспериментом для пленок, толщиной до 14 мкм.

Практическая значимость. Критерий зажигания ВВ лазерным импульсом, учитывающий радиус пучка, многократное отражение светового потока от противоположных сторон образца и теплоту плавления ВВ может быть использован в практической деятельности для оценки порога зажигания энергетических материалов. Комплекс программ, разработанный для решения системы уравнений теплопроводности, может быть использован для моделирования процессов зажигания и для других конденсированных ВВ.

Диссертационная работа выполнялась в рамках проектной части государственного задания в сфере научной деятельности № 3.1235.2014 К.

Достоверность научных положений, результатов и выводов обусловлена совпадением критической энергии зажигания ВВ лазерным импульсом, полученной из результатов численных расчетов и из критерия, а также выполнением законов сохранения энергии в тестовых задачах. Полученные результаты находятся в качественном и количественном согласии с имеющимися экспериментальными данными по энергиям зажигания ТЭНа лазерным импульсом со свободной поверхности и в трехслойной системе: стекло-оксид меди- ТЭН.

Личный вклад автора. Постановка задачи и определение направлений исследования были проведены совместно с научным руководителем. Разработка программного обеспечения проводилась совместно с руководителем, а проведение численных расчетов проведено автором. Результаты численного моделирования обсуждались непосредственно с научным руководителем. В работах, опубликованных с соавторами, автору принадлежат результаты, сформулированные в защищаемых положениях и выводах.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики», посвященной 50-летию полета Ю.А. Гагарина и 90-летию со дня рождения основателя и первого директора НИИ ПММ ТГУ А.Д. Колмакова (Томск, 2011), на Energetic

Materials: 43th International Annual Conference of ICT (Karlsruhe, Federal Republic of Germany, 2012), на Energetic Materials: Characterization and Modeling of Ignition Process, Reaction Behavior and Performance: 44th International Annual Conference of ICT (Karlsruhe, Federal Republic of Germany,

2013), на 50-той юбилейной Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2012), на 3-rd International congress on radiation physics, high current electronics, and modification of materials (Tomsk, Russia, 2012), на 4-rd International congress on radiation physics, high current electronics, and modification of materials (Tomsk, Russia, 2014), на XIII Международной школе-семинаре "Эволюция дефектных структур в конденсированных средах" (Барнаул,

2014), на 15th International Detonation Symposium (San Francisco, CA, 2014), на третьей международной конференция по горению и детонации «Мемориал Я. Б. Зельдовича» (Москва, 2014), на 5th International Congress on High Current Electronics, Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows and Radiation Physics and Chemistry of Condensed Matter (Tomsk, Russia, 2016), на Proceedings of the 20th Seminar on New Trends in Research of Energetic Materials (Czech Republic, Pardubice, 2017).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 18 работ, в том числе 11 статей опубликованы в научных журналах из списка ВАК, получено одно свидетельство на программу для вычислительных машин.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы из 139 наименований. Работа изложена на 131 странице, содержит 6 таблиц и 83 рисунка.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи научного исследования, определены научная новизна и практическая значимость полученных результатов, а также

представлены защищаемые положения, достоверность и апробация результатов диссертационной работы.

В первой главе приведен обзор литературы по теме диссертации, в котором рассмотрены химическая структура ТЭНа, гексогена, октогена и ТАТБ, а также возможные механизмы реакции разложения данных ВВ. Приведены экспериментальные результаты по инициированию органических ВВ лазерными импульсами, а также существующие точки зрения на механизм зажигания ТЭНа, гексогена, октогена и ТАТБ лазерным импульсом.

Во второй главе представлены результаты численного моделирования зажигания конденсированных взрывчатых веществ (ТЭН, гексоген, октоген и ТАТБ) в области прозрачности наносекундным лазерным импульсом. Получены выражения для определения критической температуры зажигания конденсированных взрывчатых веществ и пороговой плотности энергии лазерного импульса. Данные выражения учитывают многократное отражение светового потока от противоположных сторон твердого тела, гауссово распределение плотности энергии по радиусу светового пучка и плавление ВВ. Определенные критические плотности энергии лазерного импульса из численного решения уравнения теплопроводности для ТЭНа, гексогена, октогена и ТАТБ согласуются с результатами, полученными из решения уравнений для критерия зажигания. Показано, что скрытая теплота плавления ВВ заметно повышает порог зажигания ВВ лазерным импульсом. Расчеты критической энергии зажигания лазерным импульсом для ТЭНа достаточно хорошо согласуются с экспериментальными результатами. Наименьший порог зажигания лазерным импульсом имеет ТЭН, а наибольший порог зажигания имеет ТАТБ. Показано, что реакция автокатализа уменьшает время задержки зажигания ВВ лазерным импульсом.

В третьей главе проведено численное моделирование инициирования органических ВВ (ТЭН, гексоген, октоген и ТАТБ) лазерным импульсом

миллисекундной длительности в двухслойной системе: пленка оксида меди-ВВ. Рассмотрено влияние толщины пленки оксида меди и ее коэффициента поглощения на время задержки зажигания ТЭНа, гексогена, октогена и ТАТБ и на критическую плотность энергии лазерного импульса, как на переднем фронте прямоугольного лазерного импульса, так и по окончании лазерного импульса. Рассчитаны динамика распределения температуры в двухслойных системах, а также рядовая зависимость порога зажигания ВВ от толщины пленки оксида меди.

В четвертой главе проведено численное моделирование инициирования органических ВВ (ТЭН, гексоген, октоген и ТАТБ) лазерным импульсом миллисекундной длительности в трехслойной системе: стеклянная пластинка-пленка оксида меди-ВВ. Рассмотрено влияние толщины пленки оксида меди на время задержки зажигания ТЭНа, гексогена, октогена и ТАТБ и критическую плотность энергии лазерного импульса, как на переднем фронте лазерного импульса, так и по окончании лазерного импульса. Рассчитаны динамика распределения температуры в трехслойных системах, а также рядовая зависимость порога зажигания ВВ от толщины пленки оксида меди.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность д.ф.-м.н., профессору Ханефту А.В. за руководство диссертационной работой, обсуждение результатов численных расчетов и поддержку на протяжении всего периода аспирантуры. Кроме того автор благодарит д.ф.-м.н., профессора Поплавного А.С. за помощь, поддержку и активное участие в обсуждении основных результатов на семинарах кафедры теоретической физики, к.ф.-м.н, доцента Митрофанова А.Ю. и к.ф.-м.н. Зверева А.С. за научное сотрудничество.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ПО ИНИЦИИРОВАНИЮ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ ЛАЗЕРНЫМ ИМПУЛЬСОМ

В данной главе рассмотрены некоторые физико-химические свойства органических взрывчатых веществ, таких как тетранитропентаэритрит (ТЭН), гексоген, октоген и триаминотринитробензол (ТАТБ), а также приведен обзор экспериментальных и теоретических работ по исследованию инициирования взрывчатых веществ лазерными импульсами.

1.1. Физико-химические свойства органических взрывчатых веществ 1.1.1. Физико-химические свойства ТЭНа

ТЭН (тетранитропентаэритрит, C(CH2ONO2)4) относится к соединениям группы нитроэфиров и является высокобризантным взрывчатым веществом. Химическая структура ТЭНа приведена на рис. 1.1. ТЭН относится к наиболее мощным вторичным взрывчатым веществам [6]. ТЭН применяется в боеприпасах, в капсюлях-детонаторах и идет на изготовление детонирующих шнуров. Вследствие значительной чувствительности ТЭНа к наколу, трению и удару его подвергают флегматизации. Теплофизические и кинетические параметры ТЭНа приведены во второй главе в табл. 2.1.

Рис. 1.1. Химическая структура молекулы ТЭНа [6].

Для снижения чувствительности ТЭНа к механическим воздействиям его применяли в сплавах с различными нитропроизводными. Изучение данных

сплавов показало, что они обладают меньшей чувствительностью и большей стойкостью к механическим воздействиям [6]. Температура плавления ТЭНа порядка 413 К. ТЭН образуется при взаимодействии пентаэритрита с концентрированными серной и азотной кислотами. Соединение пентаэритрита С(СН2ОН)4 образуется при конденсации формальдегида и ацетальдегида и гидроокиси кальция по химической реакции:

2СНзСНО+8НСНО+Са(ОН)2 ^ 2С(СН20Н)4+(НС00)2Са.

ТЭН, как уже отмечалось, чувствителен к удару. При ударе грузом массой 2 кг с высоты 17 см, ТЭН детонирует с вероятностью, близкой к 100 %. Однако в некоторых случаях детонация ТЭНа происходит уже при падении груза массой 2 кг с высоты 0,15 и даже 0,1 м [6].

Кристаллы ТЭНа прозрачны, а порошок имеет белый цвет. ТЭН является широкозонным молекулярным кристаллом. Ширина запрещенной зоны ~ 6,26 эВ. При нормальных условиях кристаллическая ячейка ТЭНа обладает тетрагональной симметрией [7-9]. На рис. 1.2 представлен зонный спектр ТЭНа.

ГХМ Г I Н А г

Рис. 1.2. Молекула ТЭНа и выделенный рамкой ее симметрично-независимый фрагмент (слева), зонная структура ТЭНа (справа) [7].

Зонный спектр был рассчитан в рамках теории функционала плотности с учетом взаимодействия Ван-дер-Ваальса. Пунктирной линией обозначена энергия потолка валентной зоны [7]. Как видно из рис. 1.2 валентная зона и зона проводимости имеют незначительную дисперсию.

На рис. 1.3 представлены результаты расчетов распределения полной и деформационной электронных плотностей в плоскости молекулы, выполненной в [7]. В данной работе установлено, что при образовании химической связи внутри молекул заряд натекает на линии связей С- C и N - С.

Рис. 1.3. Распределение полной (слева) и деформационной (справа) электронной плотности для симметрично-независимого фрагмента молекулы ТЭНа [7].

Схематически брутто-реакция термического разложения ТЭНа рассмотрена в работе [8]:

С5Н^4С12 ^ 0,52Ш2 + 2,1ШС + 0,42^С + 0,28СС2 + 0,93СС + 0,09Н2 + вода + формальдегид + осадок

Также в данной работе предложена возможная схема химического превращения ТЭНа в газовой фазе при его зажигании лазерным излучением:

С(СН2СШ2)4 ^ С(СН2СШ2)3 • СН2С + NС2, C(CH2СNС2)3 • СН2С ^ C(CH2СNС2)3 + НСНС,

C(CH2ONO2)3 ^ 2CH3ONO2 + 2CO + NO, CH3ONO2 ^ CH3O + NO2, CH3O + NO2 ^ HCHO + HONO, 2HONO ^ H2O + NO + NO2, CH3O + HCHO ^ CH3OH + HCO,

HCO + NO ^ CO + HNO.

Данные реакции предложены автором при анализе масс-спектра горения ТЭНа. Как видно, первичной реакцией разложения ТЭНа является отрыв нитрогруппы от молекулы. В работе [9] методом молекулярной динамики показано, что и в конденсированном состоянии первичной реакцией разложения ТЭНа также является отрыв нитрогруппы.

Время задержки теплового взрыва ТЭНа с увеличением давления монотонно увеличивается (рис. 1.4 [10]).

0 200 400 Р, ат

Рис. 1.4. Зависимость времени задержки теплового взрыва ТЭНа от давления [10].

В работах [11, 12] исследовалась люминесценция монокристаллов гексогена и ТЭНа, индуцированная ударом. Возникновение люминесценции с максимумами 3 и 2,4 эВ, при ударном воздействии на монокристалл ТЭНа авторы связывают с хемилюминесценцией иона N0/ при переходе его из

возбужденного состояния в основное. Авторами [12] предложен механизм разложения ТЭНа, учитывающий появление хемилюминесценции (рис. 1.5).

Рис 1.5. Предполагаемый механизм разложения ТЭНа при ударном воздействии [12].

В работе [8] методом масс-спектрометрии изучались продукты разложения ТЭНа под действием лазерного излучения большой и малой мощностей, а также при механическом воздействии. При этом взрыв наблюдался только при инициировании расплава лазерным импульсом в режиме модулированной добротности с энергией 1 Дж. Автором показано, что начальные стадии реакции разложения зависят от мощности инициирующего воздействия (рис.1.6).

NO

Slav thermal; low finer gy fracturé; low energy laser,

CÍCB ЛЙ )4

- ÚN0

I

Hig.h energy laser.

• CHRONO

High energy fractura.

Рис.1.6. Зависимость начальные стадий разложения ТЭНа от способа физического воздействия[8].

В настоящее время нет единой точки зрения по поводу того, где начинается взрывная реакция - в твердом теле или в газовой фазе в продуктах испарения взрывчатых веществ [13].

1.1.2. Физико-химические свойства гексогена

Гексоген (циклотриметилентринитрамин, ЯСХ - (СН^^СЫОг^) является мощным вторичным бризантным взрывчатым веществом. Химическая структура гексогена приведена на рис. 1.7. Гексоген - это энергетический материал из класса циклических нитраминов. Получают гексоген из уротропина и азотной кислоты [6]. Гексоген по чувствительности к удару занимает промежуточное положение между ТЭНом и тетрилом. При копровых испытаниях груз в массой 2 кг вызывает детонацию гексогена при падении с высоты 0,30 - 0,32 м. Для снижения чувствительности гексогена к удару его флегматизируют, например воском или парафином. Взрывчатые свойства флегматизированного гексогена снижаются по мере увеличения массовой доли флегматизатора. Применяют гексоген, также как и ТЭН для изготовления детонаторов, снаряжения снарядов малого калибра, детонационных шнуров и изготовления кумулятивных зарядов в основном с механическими смесями других веществ, например тротилом. Для уменьшения вероятности детонации, например от удара, гексоген подвергается флегматизации (воск, парафин, церезин). Гексоген

используется как компонент смесевого ракетного топлива, несмотря на то, что он дает меньшую скорость горения и менее стабилен [6]. Теплофизические и кинетические параметры гексогена приведены во второй главе в табл. 2.1.

02М сн2 N0, I I

~ N

I

N0,

Рис. 1.7. Химическая структура молекулы гексогена [6].

Гексоген является молекулярным кристаллом и имеет орторомбическую структуру [14]. Ширина запрещенной зоны по данным работы [15] порядка 3,25 эВ. В [15] предлагается экситонный механизм детонации гексогена. Под экситоном понимается возбуждение связи К- N02 в области дефекта

(дислокации). Согласно монографии [16] в расплавленном слое гексогена происходит первичная реакция

3

1 моль гексогена ^ К02 + N 0 + 3СН2 +

При горении гексогена под действием лазерного излучения образуются следующие продукты: Н2, С02, СО, N0, Н20, НСК, СН20, К2, К20, СО2, N02 [17]. В высокотемпературной зоне пламени гексогена протекают следующие наиболее важные реакции:

НС^ 0Н ^ CN+ Н20, CN + N0 ^ С0+ N2, НС^ 0Н ^ МН2 + С0, N02 + Н ^ N0+ 0Н, N0+ N ^ 0, N0+ Н+ М ^ HN0+ М, 2HN0 ^ Н20 + N20, Н2 + 0 ^ 20Н,

С02 + Н ^ 0Н + С0, МН+ 0Н ^ N + Н20,

МН + Н ^ N + Н2, МН2 + 0Н ^ Н20+ Ж,

Н2 + 0Н ^ Н20+ Н, НН2 + N0 ^ N2H+ 0Н,

^Н+ N0 ^ HN0+ 0Н + N20 ^ N + Н02,

Н02 + N0 ^ N02 + 0Н, Ж + N0 ^ N2 + 0+ Н.

В волне горения гексогена, согласно [17], выделяют три области: твердофазная, подповерхностная (расплав и газ) и газофазная.

Рис. 1.8. Зависимость времени задержки теплового взрыва гексогена от давления [10].

Время задержки теплового взрыва гексогена с увеличением давления вначале уменьшается, а потом линейно возрастает (рис. 1.8 [10]).

1.1.3. Физико-химические свойства октогена

Октоген (циклотетраметилентетранитрамин, НМХ) - ^^^N^N0^, термостойкое бризантное взрывчатое вещество. Октоген также как и гексоген относится к классу нитраминов. Химическая структура октогена приведена на рис. 1.9. Впервые был получен как побочный продукт процесса получения гексогена конденсацией аммония с параформом в присутствии уксусного ангидрида. Содержание октогена в таком гексогене достигало 10%. Октоген

является высокоплавким кристаллическим веществом белого цвета, существующее в четырех кристаллических модификациях. Октоген получают действием концентрированной азотной кислоты на уротропин в растворе уксусной кислоты, уксусного ангидрида и нитрата аммония в растворе азотной кислоты [6, 18].

Рис. 1.9. Химическая структура молекулы октогена [6].

Октоген имеет все положительные качества гексогена. Кроме того он имеет более высокую термостойкость, большую плотность и обладает значительно лучшими взрывчатыми характеристиками. Первое преимущество октогена перед другими ВВ позволяет применять его в зарядах, которые подвергаются воздействию достаточно высоких температур. Например, октоген нашел применение при проведения взрывных работ в сверхглубоких скважинах, в боеприпасах для скорострельных автоматических пушек, а также в боеприпасах для сверхзвуковой авиации. Второе преимущество октогена дает возможность значительно повысить плотность и эффективность применяемых взрывчатых составов. Например, замена гексогена на октоген в гетерогенных взрывчатых составах приводит к заметному увеличению бризантности, мощности и увеличению скорости детонации. Октоген применяется как компонент твердых ракетных топлив [6, 18].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Долгачев, Вадим Александрович, 2017 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Быхало, А.И. Инициирование ТЭНа мощным лазерным излучением / А.И. Быхало, Е.В. Жужукало, Н.Г. Ковальский, А.Н. Коломийский, В.В. Коробов, А.Д. Рожков, А.И. Юдин // Физика горения и взрыва. - 1985. -Т. 21. - №4. - С. 110 - 113

2. Kunihito Nagayama, Pulse laser ablation of ground glass surface and initiation of PETN powder / Kunihito Nagayama, Yuriko Kotsuka, Motonao Nakahara, Shiro Kubota. // Science and Technology of Energetiuc Materials.

- 2005, - Vol. 66. - No 6. - P. 416-420.

3. Таржанов, В.И. Лазерное инициирование ТЭНа / В.И. Таржанов, А.Д. Зинченко, В.И. Сдобнов, Б.Б. Токарев, А.И. Погребов, А.А. Волкова // Физика горения и взрыва. - 1996. - Т. 32. - №4. - С. 113-119.

4. Таржанов, В.И. Инициирование тэна с помощью взрываемой светом металлической пленки / В.И. Таржанов, А.Д. Зинченко, Б.М. Смирнов, А.И. Погребов, В.И. Сдобнов, Б.Б. Токарев // Физика горения и взрыва. -

- 1996. - Т. 32. - №2. С. 111-116.

5. Зверев, А.С. Взрывное разложение тетранитрата пентаэритрита и углеродсодержащих композитов на его основе при инициировании лазерными импульсами наносекундной и миллисекундной длительности: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. ф.-м.н. / А.С. Зверев. - Кемерово, 2015. - 16 с.

6. Орлова, Е.Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ / Е.Ю. Орлова. - Л.: Химия, 1973. - 688 с.

7. Федоров, И.А. Электронная структура тетра нитрата петнаэритрита в рамках DFT-D / И.А. Федоров, Ю.Н. Журавлев // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2012. - Т. 9. - № 3. - С. 332-337.

8. Ng, W.L. Thermal, fracture, and laser-induced decomposition of pentaerythritol tetrnitrate / W.L. Ng, J.E. Field, H.M. Hauser // J. Appl. Phys. - 1986. - V.12. - P. 3945-3952.

9. Schweiger, I.V. Electronic structure and molecular dynamic of breaking the RO-NO2 bond / I.V. Schweiger,I.V. B.I. Dunlap // J. of Chemical Physics. -2009. - V. 130. - P. 244110-1 - 244110-7.

10. Баум, Ф.А. Термостойкие взрывчатые вещества и их действие в глубоких скважинах / Ф.А. Баум, А.С. Державец, Н.Н. Санасарян. - M.: Недра, 1969. - 160 с.

11. Dang, N. C. Time-resolved spectroscopic measurements of shockwave induced decomposition in cyclotrimethylene trinitramine (RDX) crystals: anisotropic response / N. C. Dang et al. // The Journal of Physical Chemistry A. -2010. - V. 114. - №. 43. - Р. 11560-11566.

12. Dreger, Z. A. Shock wave induced decomposition chemistry of pentaerythritol tetranitrate single crystals: time-resolved emission spectroscopy / Z. A. Dreger et al. // The Journal of Physical Chemistry B. -2002. - V. 106. - №. 2. - Р. 247-256.

13. Физика взрыва / под ред. Л. П. Орленко. - M.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - Т. 1. - 824 с.

14. Shimojo, F. Density functional study of 1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine molecular crystal with van der Waals interactions / F. Shimojo, Z. Wu, A. Nakano, R.K. Kalia, and P. Vashishta P. // J. of Chemical Physics. - 2010. - V. 132. - P. 094106-1 - 094106-8.

15. Kuklja, M.M. An excitonic mechanism of detonation initiation in explosives / M.M. Kuklja // J. of Chemical Physics. - 2000. - V. 112. - P. 3417 - 3423.

16. Гусаченко, Л.К. Моделирование процессов горения твердых топлив / Л.К. Гусаченко, В.Е. Зарко, В.Я. Зырянов, В.П. Бобрышев. -Новосибирск: Наука, 1985. - C. 185.

17. Коробейничев, О. П. Структура пламени и химия горения энергетических материалов / О. П. Коробейничев, А. А. Палецкий, Е. Н. Волков // Химическая физика. - 2008. - Т. 27. - № 4. - С. 34-59.

18. Орлова, Е. Ю. Октоген - термостойкое взрывчатое вещество / Е. Ю. Орлова, Н. А. Орлова, В. Ф. Жилин, В. Л. Збарский, Г. М. Шутов, Л. И. Витковская. - М.: Недра, 1975. - 128 с.

19. Zerilli, F.J. Ab Inito eEquation of State of the Organic Molecular Crystal: P -Octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine / F.J. Zerilli, М.М. Kuklja // J. Phys. Chem. A. - 2010. - V. 114. - P. 5372 - 5376.

20. Hong-Ling, Cui. First-Principles Study of High-Pressure Behavior of Solid P-HMX / Cui Hong-Ling, Ji Guang-Fu, Chen Xiang-Rong, Zhu Wei-Hua, Zhao Feng, Ya Wen, and Wei Dong-Qing // J. Phys. Chem. A. - 2010. - V. 114. -P. 1082-1092.

21. Струнин, В. А. Моделирование горения октогена / В. А. Струнин, Л. И. Николаева, Г. Б. Манелис // Химическая физика. - 2010. - Т. 29. - № 7. -С. 63-70.

22. Гармашева, Н. В. Некоторые особенности разложения ТАТБ при нагревании / Н. В. Гармашева, В. П. Филин, И. В. Чемагина, Н. П. Тайбинов, В. Т. Тимофеев, Н. Ю. Филиппова, М.Б. Казакова, И.А. Баталова, Ю. А. Шахторин // VII Забабахинские научные чтения. -Снежинск. - 2003. - С. 1-13.

23. Fedorov, I. A. Hydrostatic pressure effects on structural and electronic properties of TATB from first principles calculations / I. A. Fedorov, Yu. N. Zhuravlev// J. Chemical Physics. - 2014. - V.436-437. - P. 1-7.

24. Горшков, М.М. Предвзрывная проводимость взрывчатого состава на основе триаминотринитробензола / М.М. Горшков, К.Ф. Гребенкин, В.Т. Заикин, В.М. Слободенюков, О.В. Ткачев // Письма в ЖТФ. - 2004, -том. 30. - вып. 15. - С. 25-28.

25. Гребенкин, К.Ф. Сравнительный анализ физических механизмов инициирования детонации в октогене и в низкочувствительном

взрывчатом веществе (ТАТБ) / К.Ф. Гребенкин // Физика горения и взрыва. - 2009. - Т. 45. - № 1. - С. 89-99.

26. Merzhievsky, L.A. Tomography of the flow of detonation products using SR / L.A. Merzhievsky, L.A. Lukjanchikov, B.P. Tolochko, I.L. Zhogin, L.I. Shekhtman // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. - 2009. - A. 603. - P. 160-163.

27. Смирнов, Л. П. Математическое моделирование процессов разложения взрывчатых веществ / Л. П. Смирнов // Успехи химии. - 2010. - Т. 79. -№ 5. - С. 466-482.

28. Kunming, Yunnan. CRUCO Wibo J.W.B. LION: A Novel Generation Thermochemical Code for Predictor Explosives Performance / CRUCO Wibo J.W.B. // Theory and practice of energetic materials, Vol. VIII. Proceedings of the 2009 International Autumn Seminar on Propellants, Explosives and Pyrotechnics. - 2009. - P. 563-570.

29. Lu, J.P. Evaluation of the thermochemical code-CHEETAN 2.0 for modeling explosives performance. Australia: Defence Science and technology Organisation, Report DSTO-TR-1199, - 2011.

30. Бриш, A.A. О механизме инициирования конденсированных ВВ излучением ОКГ / И.А. Галеев, Е.А. Сбитнев, Л.В. Татаринцев // Физика горения и взрыва. - 1969. - Т. 5. - № 4. - С. 475-480.

31. Таржанов, В. И. Временные характеристики инициирования ТЭНа лазерным излучением / А. Д. Зинченко, Б. Б. Токарев, А. А. Волкова, И. В. Санин // Физика горения и взрыва. - 1977. - Т. 13. - №5. - С. 760-766.

32. Карабанов, Ю. Ф. Зажигание твердых вторичных ВВ коротким импульсом ОКГ / Г. Т. Афанасьев, В. К. Боболев // Горение конденсированных систем: сборник статей. - 1977. - С. 5-12.

33. Таржанов, В. И. Быстрое инициирование ВВ. / В. И. Таржанов // Особые режимы детонации. - 1998. - С. 168.

34. Чернай, А. В. Лазерное инициирование взрывчатых составов на основе ди-(3-гидразино-4-амино-1,2,3-триазол)-медь (II) перхлората / Соболев

В. В., Чернай М. А., Илюшин М. А., Длугашек А. Н. // Физика горения и взрыва. - 2003. - Т. 39. - № 3. - С. 105-110.

35. Илюшин, М. А. Светочувствительные взрывчатые вещества и составы и их инициирование лазерным моноимпульсом / Целинский И. В., Чернай А. В. // Россиский химический журнал. - 1997. - Т. 41. - № 4. - С. 81-90.

36. Илюшин, М. А. Влияние добавок ультрадисперсных частиц углерода на порог лазерного инициирования полимерсодержащего светочувствительного взрывчатого состава / Угрюмов И. А., Козлов А. С., Долматов В. Ю., Шугалей И. В., Головчак А. Н., Веденецкий А. В., Королев Д. В., Осташев В. Б. // Химическая физика. - 2005. - Т. 24. -№10. - С. 49-56.

37. Медведев, В. В. Влияние неоднородного облучения на пороги зажигания двухосновного пористого топлива // Химическая физика. - 2009. - Т. 28. - № 6. - С. 74-76.

38. Высокоморная, О. В. Тепломассоперенос при локальном нагреве и зажигании жидкого топлива сфокусированным потоком излучения / Кузнецов Г. В., Стрижак П. А. // Известия Томского политехнического университета. - 2010. - Т. 316, - № 4. - С. 29-33.

39. Алукер, Э. Д. Лазерное инициирование тетранитрата пентаэритрита / Э.Д. Алукер, Н.Л. Алукер, Г. М. Белокуров, А. Г. Кречетов, А. Ю. Митрофанов, Д. Р. Нурмухаметов, А. А. Тупицын // Известия вузов. Физика. - 2009. - № 8/2. - С.256-258.

40. Адуев, Б.П. Влияние добавок наночастиц монокарбида никеля на чувствительность тетранитропентаэритрита к лазерному воздействию / Б.П. Адуев, Д.Р. Нурмухаметов, А.В. Пузынин // Химическая физика. -2009. - Т. 28. - № 11. - С. 45-48.

41. Akhmetshin, R. G., Effect of laser radiation wavelength on explosives initiation thresholds / A. V. Razin, V. A. Ovchinnikov, A. S. Skripin, V. P. Tsipilev, V. I. Oleshko, V. Y. Zarko, A. N. Yakovlev. // J. Phys.: Conf. Ser. -2015 (2014). - i. 1. - vol. 552.

42. Зарко, В.Е. Лазерное инициирование кристаллизованных смесей фуразанотетразиндиоксида и динитродиазапентана / В.Е.Зарко, В. И. Симоненко, П. И. Калмыков, А. А. Квасов, Е. Н. Чесноков, К. Э. Купер // Физика горения и взрыва. - 2009. - Т. 45. - № 6. - С. 131-134.

43. Алукер, Э. Д. Влияние микроочагового характера зарождения реакции взрывного разложения на эффективность лазерного инициирования / Э. Д. Алукер, А. С. Зверев, А. Г. Кречетов, А. Ю. Митрофанов, А. В. Тупицын // Химическая физика. - 2014. - Т. 33. - № 12. - C. 24-28.

44. Ahmad, S.R. Laser-Induced Deflagration of Unconfined HMX - The Effect Energetic Binders / S. R. Ahmad, Russell D. A., Golding P. // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. - 2009. - V. 34. - №. 6. - Р. 513-519.

45. Wu Lizhi, Study on Plasma Emission Spectroscopy of Laser Initiation of Explosives / Wu Lizhi, Jiao, Shen Ruiqi, Ye Yinghua, Hu Yan Xu // Theory and practice of energetic materials, Vol. VIII. Proceedings of the 2009 International Autumn Seminar on Propellants, Explosives and Pyrotechnics / Kunming, Yunnan. - 2009. - P. 334-337.

46. Xu Jiao, Effects of Dopants on Laser Initiation Sensitivity of Explosives / Xu Jiao, Shen Ruiqi, Wu Lizhi, Ye Yinghua, Hu Yan // Theory and practice of energetic materials, Vol. VIII. Proceedings of the 2009 International Autumn Seminar on Propellants, Explosives and Pyrotechnics/ Kunming, Yunnan, -2009. - P. 378-380.

47. Smilowitz L., Direct Observation of the Phenomenology of a Solid Thermal Explosion Using Time-Resolved Proton radiography / Smilowitz L., Henson B. F., Romero J. J., Asay B. W., Schwartz C. L., Saunders A., Merrill F. E., Morris C. L., Kwiatkowski K., Hogan G., Nedrow P., Murray M. M., Thompson T. N., McNeil W., Rightley P., Marr-Lyon M. // Physical Review Letters. - 2008. - V. 100. - 228301.

48. Smilowitz L., Laser synchronization of a thermal explosion sadstrom / L. Smilowitz, B. F. Henson, J. J. Romero, B. W. Asay // Applid Physics Letters. - 2007. - V. 90. - 244102

49. Liau, Y-C. A comprehensive analysis of laser-induced ignition of RDX monopropellant / E. S. Kim, V. Yang. // Combust. flame. - 2001. - V. 126 -P. 1680-1698.

50. Rubenchik, A. M. Ontheinitiation of high explosives by laser radiation // Propellants Explos. Pyrotech. - 2007. - V. 32. - Р. 296-300.

51. Ассовский, И.Г. К теории зажигания топлива световым импульсом / О.И. Лейпунский // Физика горения и взрыва. - 1980. - Т. 16. - № 1. - С. 3-10.

52. Vilynov, V.N. Ignition of solids / V.N. Vilynov, V.E. Zarko // Elsevier Scince Publisher. - 1989. - P. 458.

53. Дик, И.Г. О зажигании конденсированного вещества узким световым пучком // Горение конденсированных систем. Материалы 8 Всесоюзного симпозиума по горению и взрыву. - 1986. - Черноголовка. - С. 94-97.

54. Ворожцова, О.Б. Очаговый тепловой взрыв при воздействии импульсного излучения / О.Б. Ворожцова // Химическая физика. - 1990. - Т. 9. - № 12. - С. 1639-1643.

55. Ассовский, И.Г. Взаимодействие лазерного излучения с реагирующим веществом. Критический диаметр светового пучка // Доклады АН России. - 1994. - Т.337. - №6. - С. 752-756.

56. Ханефт, А.В. Влияние распределения светового потока в лазерном пучке на критическую энергию зажигания конденсированного вещества // Химическая физика. - 1998. - Т.17. - №10. - С. 67-70.

57. Буркина, Р.С. Исследование размерного эффекта при зажигании конденсированного вещества световым импульсом / Р.С Буркина., В.В. Медведев, О.В. Хренова // Физика горения и взрыва. - 2010. - Т. 46. -№5. - С. 71-81.

58. Дугинов, Е.В. Влияние зависимости коэффициента поглощения от температуры на критическую энергию зажигания конденсированного вещества лазерным импульсом / Е.В. Дугинов, А.В. Ханефт // Физика горения и взрыва. - 2011. - Т. 47. - №4. - С. 127-136.

59. Ханефт, А. В. Влияние плавления на критическую энергию зажигания конденсированного взрывчатого вещества коротким лазерным импульсом / А. В. Ханефт, Е. В. Дугинов // Физика горения и взрыва. -2012. - Т. 48. - №6. - С. 47-53

60. Ассовский, И.Г. О снижении энергии лазерного инициирования энергоемких материалов / И.Г. Ассовский, В.В. Козында // Докл. АН. -2012. - Т. 442. - №6. - С.771-775.

61. Ассовский, И.Г. Физика горения и внутренняя баллистика / И. Г. Ассовский // М.: Наука, 2005. - C. 358

62. Vilynov, V.N. Ignition of solids / V.N. Vilynov, V.E. Zarko // Elsevier Scince Publisher. - 1989. - P. 442.

63. Kyung-cheol, Lee. Modeling of high energy laser ignition of energetic materials / Ki-hong Kim, and Jack J. Yoh. // J. Applied Physics. - 2008. - V. 103. - pp. 102-108.

64. Страковский, Л.Г. Об очаговом механизме зажигания некоторых вторичных ВВ монохроматическим световым импульсом // Физика горения и взрыва. - 1985. - Т.21. - №1. - С.41

65. Александров, В.Ю. Воспламенение пористых систем лазерным моноимпульсным излучением / В.Ю. Александров, А.В. Долголаптев,

B.Б. Иоффе, Б.В. Левин // Физика горения и взрыва. - 1985. - №1. -

C.58-61.

66. Xiao Fang. Laser ignitibility of insensitive secondary explosive 1,1-diamino-2,2-dinitroethene (FOX-7) / Xiao Fang, Warren G McLuckie // Journal of Hazardous Materials. - 2015. - V. 285. - P. 375-382.

67. Алукер, Э. Д. Лазерное инициирование тетранитрата пентаэритрита со светорассеивающими добавками / Э. Д. Алукер, Г. М. Белокуров, А. Г. Кречетов, А. Ю. Митрофанов, Д. Р. Нурмухаметов // Письма в ЖТФ. -2010. - Т.36. - вып. 6. - С.80-85.

68. Зверев, А. С. Тепловое инициирование взрывчатых веществ импульсным лазерным излучением / А. С. Зверев, Э. Д. Алукер, А. Ю. Митрофанов,

А. Г. Кречетов // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2013. -Т. 56. - № 2/2. - C. 148-152.

69. Mitrofanov, A. Yu. Thermal mechanism limits of laser initiation of energetic materials / A. Yu. Mitrofanov, E. D. Aluker, A. G. Krechetov, A. S. Zverev, A. V. Boyarkina, A. O. Terentyeva // Proceedings of the 16th International Seminar "New Trends in Research of Energetic Materials", Pardubice (Czech Republic). - 2013. - pp. 813-821.

70. Адуев, Б. П. Закономерности инициирования взрывчатого разложения тэна импульсным излучением второй гармоники неодимового лазера / Д. Р. Нурмухаметов, И. Ю. Лисков, А. В. Каленский, М. В. Ананьева, А. А. Звеков. // Химическая физика. - 2015. - том 34. - № 11. - С. 1-6.

71. Адуев, Б. П. Светочувствительный материал на основе смеси тэна и наночастиц алюминия / Б. П. Адуев, Г. М. Белокуров, Д. Р. Нурмухаметов, Н. В. Нелюбина // Физика горения и взрыва. - 2012. - Т. 48. - № 3. - С. 127-132.

72. Кучугурный, Ю.П. О поглощении света микровключениями в азиде свинца / Ю.П. Кучугурный, А.В. Чернай // М.: Деп. В ВИНИТИ. - 1986. - № 7571. - С. 12.

73. Ципилев, В. П. Лазерное инициирование порошков ТЭНа в условиях объемного сжатия / В. П. Ципилев, Е. Ю. Морозова, А. С. Скрипин // Известия Томского политехнического университета. - 2010. - Т. 317. -№. 4.

74. Скрипин, А. С. Лазерное инициирование бронированного тетранитрата пентаэритрита моноимпульсным излучением: автореферат к.ф.-м.н. / А. С. Скрипин. - Томск, 2014. - С. 1-17.

75. Барановский, А.М. Оптические свойства некоторых ВВ / Барановский А.М. // Физика горения и взрыва. - 1990. - Т. 26. - №3. - С. 62-64.

76. Зинченко, А.Д. Оптические характеристики некоторых порошкообразных ВВ / А.Д. Зинченко, В.И. Таржанов, А.И. Погребов, Б.Б. Токарев // Физика горения и взрыва. - 1992. - Т. 28. - №5. - С. 80-87

77. Алукер, Э. Д. Эффективность лазерного инициирования и спектры поглощения тэна / Э. Д. Алукер, Н. Л. Алукер, Г. М. Белокуров, А. Г. Кречетов, Б. Г. Лобойко, Д. Р. Нурмухаметов, А. В. Тупицын, В. П. Филин // Химическая физика. - 2010. - Т. 29. - № 1. - С. 49-52.

78. Хрулева, О. В. Оптические свойства кристаллов ТЭНа / О. В. Хрулева, В. П. Филин, Н. В. Гармашева, Л. Н. Филина, Б. Г. Лобойко // VII Забабахинские научные чтения. - 2003. - С.1-3.

79. Дугинов, Е. В. Моделирование инициирования ТЭНа лазерным и электронным импульсами: диссертация к.ф.-м.н. / Е. В. Дугинов. -Кемерово, - 2010. -130 с.

80. Aluker, E. D. Topography of photochemical initiation in molecular materials / E. D. Aluker, A. G. Krechetov, A. Yu. Mitrofanov, A. S. Zverev, M.M. Kuklja. // Molecules. - 2013. - Volume 18. Issue 11. - pp. 1414814160.

81. Алукер, Э. Д. Инициирование тетранитропентаэритрита лазерными импульсами миллисекундной длительности / Э. Д. Алукер, А. Г. Кречетов, А. Ю. Митрофанов, А. В. Тупицын, Ю. П. Сахарчук, А. С. Зверев, А. О. Терентьева // Известия высших учебных заведений. -2013. - Т. 56. - № 12. - C. 35-40.

82. Mitrofanov, A. Yu. Photo-initiation of the explosive chain reaction in molecular materials: the role of photo-excitation density fluctuations / A. Yu. Mitrofanov, A. G. Krechetov, A. S. Zverev, A. O. Terentyeva, N. N. Ilyakova, M. M. Kuklja. // Proceedings of the 17th International Seminar "New Trends in Research of Energetic Materials", Pardubice (Czech Republic). - 2014. - pp. 869-879.

83. Zverev, A. S. Comparison of the hot spots laser initiation effectiveness of the energetic materials by kilowatt and megawatt power pulses / A. S. Zverev, A. Yu. Mitrofanov, A. G. Krechetov, N. N. Ilyakova, A. V. Tupitsyn // Proceedings of the 18th International Seminar "New Trends in Research of Energetic Materials", Pardubice (Czech Republic). - 2015. - pp. 933-936.

84. Зверев, А.С. Взрывное разложение тетранитрата пентаэритрита и углеродсодержащих композитов на его основе при инициировании лазерными импульсами наносекундной и миллисекундной длительности: диссертация к.ф.-м.н. / А.С. Зверев. - Кемерово, 2015. -123 с.

85. Mitrofanov, A. Sensitization of PETN to laser radiation by opaque film coating / A. Mitrofanov, A. Zverev, N. Ilyakova, A. Krechetov, A. Khaneft, V. Dolgachev // Combustion and Flame. - 2016. - V. 172. - P. 215-221.

86. Долгачев, В.А. Критерий инициирования лазерным импульсом взрывчатых веществ с температурой плавления ниже температуры зажигания / В.А. Долгачев, Е.В. Дугинов, А.В. Ханефт // Ползуновский вестник. - 2011. - №4-1. - С. 195-199.

87. Khaneft, A.V. The criterion of initiation for explosive materials with the fusing temperature that is less than the ignition temperature by the short laser impulse / A.V. Khaneft, E.V. Duginov, V.A. Dolgachev, G.A. Ivanov // Energetic Materials: Modelling, Simulation and Characterisation of Pyrotechnics, Propellants and Explosives. - 2011. - P. 74-1 - 74-11.

88. Долгачев, В.А. Моделирование инициирования ТЭНа лазерным импульсом в области прозрачности образца / В.А. Долгачев, А.В. Ханефт // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2012. - №3. - С. 405-410.

89. Khaneft A.V., Duginov E.V., Dolgachev V.A., Ivanov G.A. The criterion of initiation for explosive materials with the fusing temperature that is less than the ignition temperature by the short laser beam // Известия вузов. Физика. -2012. - Т. 55. - №11-3. - С. 66-70.

90. Долгачев, В.А. Моделирование инициирования тэна лазерным импульсом наносекундной длительности / В.А. Долгачев, А.В. Ханефт // Химическая физика и мезоскопия. - 2012. - Т. 14. - №4. - С. 1-8.

91. Khaneft, A.V. Simulation of initiation PETN laser pulse in the region of weak absorption / A.V. Khaneft, V.A. Dolgachev // Energetic Materials:

Characterization and Modeling of Ignition Process, Reaction Behavior and Performance. - 2013. - Р. 7-1 - 7-11.

92. Ханефт, А.В. Критерии зажигания энергетических материалов лазерным и электронным импульсами / А.В. Ханефт, В.А. Долгачев, Е.В. Дугинов, Г.А. Иванов // Вестник КемГУ. - 2013. - Т. 3. - №3 (55). - С. 31-39.

93. Ханефт, А.В. Моделирование инициирования ТЭНа лазерным импульсом наносекундной длительности в области слабого поглощения / А.В. Ханефт, В.А. Долгачев // Физика горения и взрыва. - 2014. - Т. 50.

- № 1. - С. 115-123.

94. Dolgachev, V.A. The modeling of organic explosive initiation by a short laser pulse / V.A. Dolgachev, A.V. Khaneft // International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effect. - 2014.

95. Долгачев, В.А. Моделирование зажигания органических взрывчатых веществ коротким лазерным импульсом / В.А. Долгачев, А.В. Ханефт // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2014. - Т. 57. - № 12-3.

- С. 122-126.

96. Dolgachev, Vadim A. Ignition of organic explosives by a laser pulse / Vadim A. Dolgachev, Alexander V. Khaneft. // EPJ Web of Conferences 82. - 2015.

- P. 1-5.

97. Долгачев, В.А. Моделирование зажигания органических взрывчатых веществ лазерным импульсом наносекундной длительности в области слабого поглощения / В.А. Долгачев, Е.В. Дугинов, А.В. Ханефт // Физика горения и взрыва. - 2017. - Т. 53. - № 2. - С. 98-106.

98. Долгачев В.А. Моделирование инициирования ТЭНа лазерным импульсом в области прозрачности образца // Физика неравновесных процессов // Материалы 50-й юбилейной международной научной студенческой конференции "Студент и научно-технический прогресс", Новосибирск. - 2012. - С. 41.

99. Петрусевич, В.А. О влиянии обработки поверхности на спектральное распределение фотопроводимости п - и р - германия // Физика твердого тела: сборник статей. - 1959. - С. 56-62.

100. Самарский, А. А. Экономичная схема сквозного счета для многомерной задачи Стефана / А. А. Самарский, Б. Д. Моисеенко // Журнал вычислительной математики и математической физики. - 1965. - Т. 5. №5. - С. 816-827.

101. Зельдович, Я. Б. Математическая теория горения и взрыва / Зельдович Я. Б., Баренблатт Г. И., Либрович В. Б., Махвиладзе Г. М - М.: Наука, 1980.

102. Иванов, Г. А. Тепловой механизм зажигания органических взрывчатых веществ пучком электронов / Г. А. Иванов, А. В. Ханефт // Химическая физика. - 2015. - Т. 34. - № 7. - С. 33-38.

103. Иванов, Г.А. Влияние параметров пучка электронов на зажигание энергетических материалов / Г.А. Иванов, А.В. Ханефт // Химическая физика и мезоскопия. - 2013. - Т. 15. - № 4. - С. 523-529.

104. Ханефт, А.В. К инициированию азида свинца электронным импульсом // Физика горения и взрыва. -1993. - Т.29. - №5. - С. 63-66.

105. Самарский, А.А. Вычислительная теплопередача / А.А. Самарский, П.Н. Вабищевич. М.: Едиториал УРСС, - 2003. - С. 782.

106. Дульнев, Г.Н. Применение ЭВМ для решения задач теплообмена. / Г.Н. Дульнев, В.Г. Парфенов, А.В. Сигалов. М.: Высшая школа, - 1990. - С. 208.

107. Франк-Каменецкий, Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике / Д.А. Франк-Каменецкий. М.: Наука, -1967. - С. 382.

108. Афанасьев, Г.Т., Боболев В.К. Инициирование твердых взрывчатых веществ ударом / Г.Т. Афанасьев, В.К., Боболев. М.: Наука, -1968. - С. 174.

109. Физические величины: Справочник / Под редакцией И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат. - 1991. - С. 1232.

110. Ковальский, А.А. К вопросу о зажигании баллиститных порохов / А.А. Ковальский, С.С. Хлевной, В.Ф. Михеев // Физика горения и взрыва. -1967. - Т. 3. - №4. - С. 527-541

111. Краткий справочник физико-химических величин / под ред. К.П. Мищенко и А.А. Равделя. - Л.: Химия, 1974. - С. 200.

112. Детонация и взрывчатые вещества: сборник статей / под ред. А.А. Борисова. - М.: Мир, 1981. - С. 392.

113. Беляев, А.В. Переход горения конденсированных систем во взрыв / А.В. Беляев, В.К. Боболев, А.И. Коротков, А.А. Сулимов, С.В. Чуйко. - М.: Наука, 1973. - С. 292.

114. Гармашева, Н. В. Некоторые особенности разложения ТАТБ при нагревании / Н. В. Гармашева, В. П. Филин, И. В. Чемагина, Н. П. Тайбинов, В. Т. Тимофеев, Н. Ю. Филиппова, М.Б. Казакова, И.А. Баталова, Ю. А. Шахторин // VII Забабахинские научные чтения. -Снежинск. - 2003. - С. 1-13.

115. Князев, Б.А. Поверхностные электромагнитные волны: от видимого диапазона до микроволн / Б.А. Князев, А.В. Кузьмин // Вестник НГУ. Физика. - 2007. - Т. 2. - вып. 1. - С. 108-122.

116. Манелис, Г.Б. Термическое разложение и горение взрывчатых веществ и порохов / Г.Б. Манелис, Г.М. Назин, Ю.И. Рубцов, В.А. Струнин. - М.: Наука, 1996. - С. 223.

117. Khaneft, A.V. Influence of the thickness and absorption coefficient of film on ignition threshold of PETN by laser pulse / A.V. Khaneft, V.A. Dolgachev, A.S. Zverev, A.Yu. Mitrofanov // International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effect. - 2014. - P. 453.

118. Ханефт, А.В. Влияние толщины и коэффициента поглощения пленки на порог зажигания тэна лазерным импульсом / А.В. Ханефт, В.А. Долгачев, А.С. Зверев, А.Ю. Митрофанов // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2014. - Т. 57. - № 12-3. - С. 208-212.

119. Dolgachev, Vadim A. Influence of the thickness absorbing film on the PETN ignition threshold byё a laser pulse / Vadim A. Dolgachev, Alexander V. Khaneft // MATEC Web of Conferences 23. - 2015. - P. 1-5

120. Ханефт, А.В. Влияние толщины и коэффициента поглощения пленки оксида меди на время задержки зажигания тэна лазерным импульсом / А.В. Ханефт, В.А. Долгачев, А.С. Зверев, А.Ю. Митрофанов // Физика горения и взрыва. - 2016. - Т. 52. - № 1. - С. 103-108.

121. Буркина, Р.С. Инициирование реакционно-способного вещества потоком излучения при его поглощении оптическими неоднородностями вещества / Р.С. Буркина, Е.Ю. Морозова, В.П. Ципилев // Физика горения и взрыва. - 2011. - Т. 47. - № 5. - С. 95-105.

122. Ханефт А.В., Долгачев В.А. DWUH-SLOIYKA // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ, № 2016618116 от 21 июля 2016.

123. Шелудяк, Ю.Е. Теплофизические свойства компонентов горючих систем / Ю.Е. Шелудяк, Л.Я. Кашпоров, Л.А. Малинин, В.Н. Цалков. - М.: «Информ ТЭИ», 1992. - 184 с.

124. Takayuki, Ito. Optical Properties of CuO Studies by Spectroscopies Ellipsometry // Journal of the Physical Society of Japan. - 1998. - Vol. 67. -No. 9. - P. 3304-3309.

125. Лошкарева Н. Н. Центры зарядовой неоднородности и восстановление оксида меди CuO при облучении ионами азота / Н. Н. Лошкарева, Ю. П. Сухоруков, С. В. Наумов, Б. А. Гижевский, Т. А. Белых, Г. Н. Татаринов // Физика твердого тела. - 1999. - Т. 41. - вып. 9. - С. 1564-1567.

126. Буркина, Р. С. Высокотемпературное зажигание реакционноспособного вещества горячей инертной частицей с конечным запасом тепла / Р. С. Буркина, Е. А. Микова // Физика горения и взрыва. - 2009. - Т. 45. - № 2. - С. 40-47.

127. Кузнецов, Г. В. Зажигание конденсированных веществ при локальном нагреве / Г. В. Кузнецов, П. А. Стрижак - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2010. - 269 с.

128. Глушков, Д.О. Численное моделирование твердофазного зажигания металлизированного конденсированного вещества нагретой до высоких температур частицей / Д.О. Глушков, Г.В. Кузнецов, П.А. Стрижак // Химическая физика. - 2011. - №12. - С. 35-41.

129. Glushkov, D. O. Heat and mass transfer at ignition of solid condensed substance with relatively low calorific power by a local energy source / D. O. Glushkov, P. A. Strizhak // Journal of Engineering Thermophysics. - 2012. -V. 21. - No. 1. - P. 69-77.

130. Глушков, Д. О. О влиянии выгорания на интегральные характеристики зажигания металлизированного смесевого твердого топлива при локальном нагреве / Д. О. Глушков // Химическая физика и мезоскопия.

- 2014. - Т. 16. - № 1. - С. 52-59.

131. Глушков, Д.О. Об устойчивости зажигания смесевого твердого топлива локальным источником ограниченной энергоемкости / Д.О. Глушков, Г.В. Кузнецов, П.А. Стрижак // Физика горения и взрыва. - 2014. - Т. 50.

- №6. - С. 54-60.

132. Глушков, Д. О. Зажигание полимерного материала одиночными горячими металлическими и неметаллическими частицами при диффузионно-конвективном тепломассопереносе в среде окислителя / Д. О. Глушков, Г. В. Кузнецов, П. А. Стрижак // Химическая физика. -2014. - Т. 33. - № 9. - С. 26-33.

133. Wang, S. Ignition of expandable polystyrene foam by a hot particle: An experimental and numerical study / S. Wang, H. Chen, N. Liu // Journal of Hazardous Materials. - 2015. - V. 283. - P. 536-543.

134. Глушков, Д. О. Определение термокинетических характеристик зажигания диспергированного конденсированного вещества в условиях локального подвода энергии / Д. О. Глушков, А. В. Захаревич, П. А.

Стрижак // Химическая физика и мезоскопия. - 2013. - Т. 15, № 3. - С. 343-350.

135. Glushkov, D. O. Numerical research of heat and mass transfer during low-temperature ignition of a coal particle / D. O. Glushkov, P. A. Strizhak, O. V. Vysokomornaya // Thermal Science. - 2015. - Vol. 19, No. 1. - P. 285-294

136. Glushkov, D. O. Mathematical modeling of heat and mass transfer processes with chemical reaction at polymeric material ignition by several small-size hot particles / D. O. Glushkov, P. A. Strizhak // Mathematical Problems in Engineering. - 2015. - Vol. 2015. - Article No. 614143. - P. 1-8.

137. Zverev, Anton. "Hot plate" laser ignition of the condensed energetic material / Anton Zverev, Anton Anatoly Mitrofanov, Alexander Khaneft, Natalya Ilyakova, Alexander Krechetov and Vadim Dolgachev // Proceedings of the 20th Seminar on New Trends in Research of Energetic Materials. Czech Republic, Pardubice, April 26 - 28, 2017. - 1161-1173.

138. Dolgachev, Vadim. Laser ignition of coated PETN by milisekund duration pulses / Vadim Dolgachev, Anton Zverev, Alexander Khaneft:, Anatoly Mitrofanov // 5th International Congress on High Current Electronics, Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows and Radiation Physics and Chemistry of Condensed Matter. - 2016. - P. 415.

139. Лошкарева, Н. Н. и др. Зародыши фазы полярных центров в

монокристаллах CuO, облученных ионами He+ / Н. Н. Лошкарева, Ю. П. Сухоруков, Б. А. Гижевский, А. С. Москвин, Т. А. Белых, С. В. Наумов, А. А. Самохвалов // Физика твердого тела. - 1998. - Т. 40. - вып. 3. - С. 419-424.