【前沿技術】用中紅外吸收光譜分析高爆炸藥爆炸過程

2020-11-25 騰訊網

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美國太平洋西北國家實驗室的研究人員採用寬帶可調諧掃頻紅外外腔量子級聯雷射器，測量高爆炸性炸藥的吸收光譜，分析爆炸傳播過程。

測量高爆炸藥爆炸過程可為優化爆炸性能、了解爆炸對周圍環境的效應及控制爆炸火球內部的化學反應提供信息。其中，光學測量存在光譜解析度不足、缺少吸收特徵譜等問題。研究人員研製了可調諧掃頻外腔量子級聯雷射器，利用寬帶中紅外光譜技術測量爆炸期間和爆炸後100s的吸收光譜，分析了爆炸火球傳輸。雷射器波長為4.35~4.88μm，光譜測量頻率100Hz，解析度0.15~0.3/cm。研究人員對4種各14g的高爆炸藥（PBXN-5、Comp B、PETN和硝基甲烷/高氯酸銨）進行了測試和模擬。結果表明，在爆炸過程中，中紅外輻射主要來自顆粒物；氣體燃燒產物濃度會隨時間變化，並與初始膨脹、冷卻和擴散混合有關；爆炸後1~100s內，CO:CO2和CO:N2O的濃度比恆定。

圖1 爆炸檢測室

這項研究驗證了用光譜法分析爆炸過程的可行性，為理解爆炸過程、優化炸藥配比提供了新手段，並為用光譜法分析其他超快物理、化學過程提供了思路。

（藍海星）

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