首次拍摄于国家点火设施的爆炸物

最近在国家点火设施进行了第一次与炸药拍摄。

最近在全国点火设施（NIF），世界上最精力充沛的激光最近进行了第一次拍摄高爆炸样品。拍摄的结果包括新的数据，这些数据将帮助研究人员解锁高炸药（HE）化学和劳伦斯·莱佛尔国家实验室（LLNL）的犹太人，以继续遗留作为他科学和诊断创新的领导者。

“这次镜头是第一个系列中的第一系列，通过生产从未产生从无捕获的高爆炸物在反应过程中的响应来改变实验室对高爆炸物的理解，”LLNL的精力充沛的材料中心主任Lara Leininger说（EMC）并领导该实验室指导的研发（LDRD）项目。

Leininger说，结果还允许LLNL评估预测计算能力和实验室的世界级的热化学代码，猎豹，大大扩大了在高炸药中应用的实验能力。

在11月4日之前，通过LLNL的物理和热化学码来计算来自这种类型化学反应的固体碳素产品（或缩合），但它们从未直接测量其原子结构，其中两个X射线探测器在同一目标上的光束，在少于50纳秒。“看到我们开发的TARDIS（目标衍射）平台，我们为非常不同的科学和程序化应用程序开发了有用，特别是其双重探针和大型点大小选项，对实验室重要的新研究领域使命，“Llnl物理学家Jon Egger说。

射击使用不可变的量低于7毫克的单晶三氮丙烯硝基苯（TATB）。TATB是一种不敏感的高爆炸性和不寻常的在其低灵敏度（相对于传统的高炸药）到刺激，例如摩擦，压力，温度，冲击或火花。镜头捕获了抗冲击压缩下产品的时间演变超过150种千兆像千兆位（地球大气层150万次）。

计划整个系列镜头通过评估低压点火的范围来大大提高实验室对他科学的理解，以过度启动和之间的点。

“利用NIF的独特能力，特别是长激光驱动（60纳秒）与每次射击的两个X射线探测器相结合，我们可以开始了解反应产物形成作为震荡压力的函数，”萨曼莎克拉克，铅拍摄的科学家。“我们从所有诊断获得了优秀的数据，并有明确的证据表明产品在50纳秒内的形成。”

拍摄的结果也与LLNL武器和复杂整合（WCI）董事会的基于科学储存管理活动的持续工作直接相关。

汤姆阿森拉斯，物理与工程模型负责人表示，这些实验允许LLNL调查爆炸过程中他的爆炸产品的结构，有助于验证他性能的模型。

“随着NIF的精湛诊断，我们能够使用小型样本，大大减少在编程相关数据的同时使用高爆炸物工作的风险，”他说。

在LLNL的全球安全局中，这些实验将向核反抗的非溶解和互通技术提供信息。此外，镜头展示了LLNL作为国家核安全管理局（NNSA）高爆炸物卓越中心的承诺。

了解爆炸性射击

这种材料的相对安全使NNSA的国防计划和国防部来说重要。由于其对外部刺激的相对不敏感，TATB对LLNL的WCI和NNSA很重要，并且被用作武器系统的主要费用。

“我们知道TATB爆炸在固体碳中终止，但颞次进化，形态和异形仍然在所有条件下仍然是未知的，”莱宁德说。“NIF是一种独特的实验设施，可以在爆炸条件下使固体碳产生的动力学量化能够进行定量。”

就像木火一样，烟灰产生烟灰，CHNO（碳，氢气，氮气和氧基）炸药等爆炸物可以产生固体碳。Leininger解释说，每次爆炸性都不同，并且预测该碳凝析液生产的相位（即金刚石或石墨）和时间演化对于预测性建模的发展是重要的。

项目三个阶段进行

由LDRD计划资助的工作于2017年开始，专注于多学科战略倡议，利用LLNL的两个核心竞争力：高炸药科学和高能量密度的光子科学。

该项目的第一阶段是开发诊断技术。项目团队开发和创新，然后应用了用于测量原位，动态，激光驱动的高爆炸反应的新型诊断技术。这一阶段的重点是快速发展，精明的终止不可行的概念。第一个实验在Joseph Zaug的领导下，在Llnl的Jupiter设施。

在第二阶段，在罗切斯特大学欧米茄激光设施的一系列镜头上评估了概念。NIF材料综合实验团队（IET）多年来一直取代了显着的诊断开发，这使得该团队由Michelle Marshall领导，通过激光X射线衍射来证明使用X射线衍射测量固体产品的可行性 - Backlighter X射线探测光束并调查目标准备，配置和诊断设置。Marshall还在正在进行的项目上进行合作伙伴，用于额外的OMEGA实验，以研究与NIF实验互补的TATB中的固体产品形成，并测量其他不敏感爆炸材料的状态方程。

该项目的Capstone阶段在NIF进行，并将开发结合到爆炸反应区的综合表征中。NIF材料IET也能够在短时间扩展到短时间的成功过渡。11月4日集成了前两个阶段开发的技术，并提供了关于这种反应不敏感的高爆炸性的演化化学的数据。克拉克指出，NIF的最终目标是6.92毫克。通过每克约4千钟的爆炸能量，该目标的能量输出大约是焦点的能量。相比之下，NIF激光可以在目标上提供超过200万焦耳的能量。

团队一起成功

该团队依靠LLNL的木星激光设施和罗切斯特大学的Omega激光设施，在罗切斯特大学的激光能量学，在在NIF进行镜头之前进行工作。

在NIF下使用高爆炸材料，需要仔细分析和准备。与其他危险或放射性物质一样，NIF必须开发和实施刚性的正式操作方案，以确保据Ken Kasper（Ken Kasper）负责NIF安全计划，确保安全和在NIF的授权操作范围内进行高爆炸实验。 。

“NIF的高级诊断系统能够从最小的TATB样品中提取所需的实验数据，”卡斯珀说。“这种小样本大小使危险更加直接。”

Leininger表示，LEININEER表示，LLNL爆炸物安全委员会主席，Kevin Vandersall以及LLNL受控材料集团的注意力和勤奋，包括唐施奈德，他飞往纽约罗切斯特的罗切斯特，以确保爆炸物目标被适当的包装给LLNL退货。

主要团队成员包括克拉克，马歇尔（罗切斯特大学），Zaug，Paulius Grivickas，Suzanne Ali，Bruce Baer，Matt Nelms，Ray Smith，Martin Gorman，Damian Swift，Amian Fernandez-Pañbañella，Larry Fried，Thomas Myers，Ben Yancy， Carol Davis，Franco Gagliardi，Lisa Lauderbach，Trevor Willey，James McNaney，Eppert和Leininger。