Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) forskare och samarbetspartners vid Los Alamos National Laboratory (LANL) har för första gången tagit 3D-ögonblicksbilder av drift av explosiva detonatorer.

Forskare från LLNL, Los Alamos och National Security Technologies, LLC (NSTech) kombinerade toppmoderna avbildningsmöjligheter med datortomografisk rekonstruktion (röntgen tvärsnittsavbildning) i experiment som utförts vid Argonne National Laboratory's Advanced Photon Source för att generera 3D-ögonblicksbilder av exploderande folieinitiatorer.

Exploderande folieinitiatorer (EFI), även känd som slappdetonatorer, erbjuder säkerhets- och tidsfördelar jämfört med andra sätt att initiera högexplosiva ämnen. Dock, att förstå hur detonatorer presterar är utmanande.

EFI är en förbättring av den tidigare detonatorn med exploderande bridgewire. Istället för att direkt koppla chockvågen från den exploderande tråden, den expanderande plasman från en explosion av en metallfolie driver en annan tunn plast- eller metallfolie som kallas en "flyer" eller en "slapper" över ett gap, och dess höghastighetspåverkan på sprängämnet levererar sedan den energi och chock som behövs för att initiera en detonation.

"De rika bilddata om EFI och flygbladsmikrostruktur med tiden representerar ett nytt tillfälle att förfina förståelsen för flygerdrift av sprängdetonatorer, "sa LLNL:s Trevor Willey, medförfattare till forskningen. "Parametrar kan ställas in för att uppnå optimal prestanda. Uppgifterna kommer att hjälpa till att förstå initieringsmekanismen för släppdetonatorer."

Forskningen är viktig för att bedöma åldrande marginaler, säkerhet och prestanda, och för att utveckla nya och förbättrade mönster.

Under experimentet, ett LANL/NSTech-utvecklat fyrkamerasystem fick fyra bilder från på varandra följande röntgenpulser från varje skott. Den första ramen var före bryggning. Den andra visar flygbladet cirka 0,16 millimeter (mm) över ytan, men kanterna på folien och/eller flygbladet är fortfarande fästa vid substratet. Den tredje ramen fångar flygbladet under flygning, medan den fjärde visar ett helt fristående flygblad i en position som vanligtvis är bortom där slavare slår igång och startar sprängämnen. Forskarna använde sedan de nyligen utvecklade Livermore Tomography Tools för att rekonstruera 3D-bilder av flygblad.

Tekniken används nu för att stödja flera pågående programmatiska insatser inom LLNL.

Forskningen visas i Journal of Applied Physics .