JPS61291034A - Treatment of substance using sphere symmetric implosion chemically performed - Google Patents

Treatment of substance using sphere symmetric implosion chemically performed

Info

Publication number
JPS61291034A
JPS61291034A JP12635985A JP12635985A JPS61291034A JP S61291034 A JPS61291034 A JP S61291034A JP 12635985 A JP12635985 A JP 12635985A JP 12635985 A JP12635985 A JP 12635985A JP S61291034 A JPS61291034 A JP S61291034A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shell
target
core
radiant energy
explosive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP12635985A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
フレデリツク ジヨセフ メイヤー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KMS Fusion Inc
Original Assignee
KMS Fusion Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KMS Fusion Inc filed Critical KMS Fusion Inc
Priority to JP12635985A priority Critical patent/JPS61291034A/en
Publication of JPS61291034A publication Critical patent/JPS61291034A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は材料の加工、特に物質を球対称形に爆縮する方
法及び装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to the processing of materials, and in particular to a method and apparatus for imploding materials into spherically symmetrical shapes.

〈従来の技術〉 原料を高圧衝撃圧縮することによってグラファイトを多
形態変化させてダイヤモンドにすることが従来提案され
ていた。例えばガレット氏(Garrett )による
米国特許第3,499,732号、第3,653゜79
2号及び第3,659,972号には、グラファイトか
らダイヤモンドを形成するために、又は粉末金属を焼結
するために球対称状爆縮衝撃波を得るように電気的に起
爆される形状の爆発製装填物を使用することが提案され
ている。この技術に関する重用な問題点の1つは物質の
大きさである。すなわち含有される爆発材の質量は30
キログラムのオーダのものになることがある。この大き
さの爆発材には装填の際極めて厳重な贅戒が必要であり
、サンプルの回収及び異物に関する問題も生じる。
<Prior Art> It has been proposed in the past to transform graphite into diamond by subjecting the raw material to high-pressure impact compression to change its polymorphism. For example, Garrett, U.S. Pat. No. 3,499,732, 3,653°79.
No. 2 and No. 3,659,972 disclose an electrically detonated shaped explosion to obtain a spherically symmetrical implosion shock wave for forming diamond from graphite or for sintering powdered metals. It is proposed to use manufactured charges. One of the important issues with this technology is the size of the material. In other words, the mass of the explosive material contained is 30
It can be on the order of kilograms. Explosive materials of this size require extreme precautions during loading and also pose problems regarding sample recovery and foreign matter.

爆発材は、従来技術方法にて提案されている電気起爆技
術を使用していたのでは均一な発火が出来ない。
Explosive materials cannot be ignited uniformly using the electrical detonation techniques proposed in the prior art methods.

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記提示された技術に関する別の大きな問題は、衝撃圧
縮技術によって得られる爆縮圧力の制御が不可能なこと
である。電気的発火式爆発装置に関する更に別の問題は
、極めて正確な球対称形に爆裂しなければならないこと
である。
<Problems to be Solved by the Invention> Another major problem with the techniques presented above is the inability to control the implosion pressure obtained by impact compression techniques. A further problem with electrically pyrotechnic explosive devices is that they must detonate in a very precise spherically symmetric manner.

く問題点を解決するための手段〉 従って本発明の目的は、内容物の構造を精密にする必要
性が少なくて、サンプル材の均一な爆縮が得られ、製品
の回収がより簡単で、サンプル内へ異物を導入しにクク
、及び又はサンプル材の爆縮圧力の流体力学的制御を可
能とすることを特徴とする材料の爆縮装置及び方法を提
供することである。
Therefore, an object of the present invention is to reduce the necessity of making the structure of the contents precise, to obtain uniform implosion of the sample material, and to make it easier to recover the product. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for imploding a material, which is characterized in that it enables hydrodynamic control of the implosion pressure of a sample material and/or the implosion pressure of a sample material.

本発明の更に別のそしてより特徴的な目的は、比較的小
さな規模の均一な爆縮エネルギーを得ることが可能であ
り、これによって従来技術の前記欠陥を軽減可能な装置
及び方法を提供することである。
A further and more particular object of the present invention is to provide an apparatus and method which makes it possible to obtain uniform implosion energy on a relatively small scale, thereby alleviating the aforementioned deficiencies of the prior art. It is.

本発明の更に別の目的は、球状衝撃圧縮により低温にて
高められた圧力を得ることによって、衝撃後加熱(po
st −5hock heating )による製品の
再帰変態を減少させる前記型式の装置及び方法を提供す
ることである。
Yet another object of the present invention is to obtain post-shock heating (po
It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method of the above type for reducing the recursive transformation of a product due to st-5hock heating).

本発明の別の目的は、化学的に及び又は物理的に及び又
は冶金学的にサンプルの最終状態を変化させるために爆
縮されるサンプルの加圧時間の経過を正確にテイラリン
グするための装置及び方法を提供することである。
Another object of the invention is an apparatus for precisely tailoring the pressurization time course of a sample to be imploded to chemically and/or physically and/or metallurgically change the final state of the sample. and a method.

要するに、本発明の前記及び他の目的は、爆発物によっ
て包囲されるサンプル材を含有する球状ターゲットをパ
ルス状レーザ、イオンビーム、電子ビーム又はマイクロ
波ビームで均一に照射してこの爆発刊を発火し、これに
よってサンプル材の一様な球状爆縮を得ることである。
In summary, the above and other objects of the present invention are to uniformly irradiate a spherical target containing sample material surrounded by explosive material with a pulsed laser, ion beam, electron beam or microwave beam to ignite the explosive material. This is to obtain uniform spherical implosion of the sample material.

本発明の好適な実施例によれば、該ターゲットば薄い発
火層と、サンプル材を同心に包囲する高性能爆発性外殻
とを包含しておりそのまわりを透明なタンパ−外殻で覆
う場合もある。該レーザ・ノド照射装置は、発火エネル
ギーをターゲット全面に均一に集束するだめのレンズ及
び又はリフレクタ−を包含する。パルス状レーザエネル
ギーと球状配置照射するように設計した光学装置(以下
「球状配置光学装置」と称する)を使用することによっ
て球対称形の均一で高性能爆発材の発火が極めで簡単に
可能となる。従って、次に示す好適実施例では、パルス
状エネルギーと球状配置光学装置との組合わせが使用さ
れている。しかしながら、多くのビームを使用すること
によって、高エネルギー電子、イオン及びマイクロ波の
エネルギー源を球状発火装置に使用可能である。球状発
火装置と組合わせた高エネルギー、パルス状、非コヒー
レント光源等も使用可能である。
According to a preferred embodiment of the invention, the target includes a thin pyrotechnic layer and a high explosive shell concentrically surrounding the sample material, surrounded by a transparent tamper shell. There is also. The laser nodule irradiation device includes a lens and/or reflector to uniformly focus the ignition energy over the entire surface of the target. By using pulsed laser energy and an optical device designed for spherical irradiation (hereinafter referred to as ``spherical optical device''), it is extremely easy to ignite spherically symmetrical, uniform, high-performance explosive materials. Become. Accordingly, the following preferred embodiment uses a combination of pulsed energy and spherically arranged optics. However, by using multiple beams, high energy electronic, ionic and microwave energy sources can be used in spherical pyrotechnic devices. High energy, pulsed, non-coherent light sources in combination with spherical pyrotechnic devices can also be used.

本発明の他の特徴及び利点は、本発明の実施例を示す添
附の図面を参照して以下に詳述される。
Other features and advantages of the invention will be detailed below with reference to the accompanying drawings, which illustrate embodiments of the invention.

〈実施例〉 第1図に示す本発明のターゲット10は、高性能爆発材
の外殻14によって隣接包囲されて爆縮されるようにし
たサンプル材の内殻12を包含する。内殻12の中空部
16は真空か又は低圧空気であることが望ましい。各般
12,14の厚さは半径方向に均一であり、ターゲット
10の全外径は数ミリメートルから数十センチメートル
である。
EXAMPLE A target 10 of the present invention, shown in FIG. 1, includes an inner shell 12 of sample material that is adjacently surrounded and imploded by an outer shell 14 of high explosive material. The hollow portion 16 of the inner shell 12 is preferably a vacuum or low pressure air. The thickness of each element 12, 14 is uniform in the radial direction, and the total outer diameter of the target 10 is from a few millimeters to several tens of centimeters.

第1図に類例寸法を示す。球状内殻12は猛性爆発性殻
14の外面を均一にレーザ発火することによって爆縮さ
れ、続いて外側区域が爆発し、付随する反応力で爆縮す
るので正味負荷量(ペイロード)を圧縮する。(前記及
び後文に示す「正味負荷量」は、爆発力によって最初に
内側へ駆動される材料の全てを意味するものとする。)
球状ターゲット10の均一なレーザ光による発火は、多
種多様な方法を用いて達成される。成る方法では個々の
レーザ光線及び集光レンズを多数使用しておリ、他の方
法では2本のレーザ光線と楕円形鏡の球状装置を使用し
ている(第2図)。
Figure 1 shows similar dimensions. The spherical inner shell 12 is imploded by uniform laser firing of the outer surface of the highly explosive shell 14, followed by the outer region detonating and imploding with the associated reaction force, compressing the net payload. do. (“Net load” above and below shall mean all of the material initially driven inward by the explosive force.)
Ignition of the spherical target 10 with uniform laser light can be achieved using a variety of methods. One method uses a large number of individual laser beams and condensing lenses; another method uses two laser beams and a spherical arrangement of elliptical mirrors (FIG. 2).

第2図は、ターゲット10の全表面にレーザによる発火
エネルギーを均一に指向させる照射装置20を示ず。装
置20ば、中央を穿孔した1絹の楕円形凹面反射鏡22
.24を包含するが、この場合該反射鏡は、各反射鏡の
近焦点が軸線26上において反射鏡相互間の中央点上又
は中央点付近にあり、各反射鏡の遠焦点が、軸線26上
において反対側の反射鏡の中央開口部にあるように共通
軸線26の上に位置決めされる。ターゲ・y ) I 
Oは、両度射鏡の共通焦点における軸線26」二に細い
ワイヤ28によって懸垂される。反射鏡22゜24の外
側の軸線26上には1組のレンズ30゜32が配置され
て、レーザエネルギーの集光平行側射光線34.36が
隣接する反射鏡の孔を通って反対側の反射鏡の遠焦点に
到り、次に反対側の反射鏡面に到りターゲット10の1
点に集光するように使用される。入射するレーザ光線3
4,36は、50150ビームスプリッタ/リフレクタ
−62にエネルギーを向ける適宜なパルスレーザ増幅装
置60によって得られる。分割された光線は鏡64によ
って等しい長さの経路に沿ってレンズ30.32に向け
られる。
FIG. 2 does not show the irradiation device 20 that uniformly directs the laser ignition energy onto the entire surface of the target 10. The device 20 includes a silk oval concave reflector 22 with a hole in the center.
.. 24, in which case the near focus of each reflector is on or near the center point between the reflectors on the axis 26, and the far focus of each reflector is on the axis 26. is positioned on a common axis 26 such that it is at the central aperture of the opposite reflector. target・y)I
The axis 26' at the common focus of both mirrors is suspended by a thin wire 28. A set of lenses 30.32 is arranged on the outer axis 26 of the mirrors 22.24 to direct the focused parallel side beams 34.36 of the laser energy through the holes in the adjacent mirrors to the opposite side. It reaches the far focus of the reflector, then reaches the opposite reflector surface and targets 10
Used to focus light on a point. Incident laser beam 3
4,36 are obtained by a suitable pulsed laser amplification device 60 directing the energy to a 50150 beam splitter/reflector 62. The split beams are directed by mirror 64 along paths of equal length to lens 30.32.

かくて装置20により、パルスレーザエネルギーはター
ゲツト面へほぼ均一に向けられる。ここまでに説明して
きた限りでは、基本装置20は、トマス氏(Thoma
s)による応用光学14.6(1975年6月)「レー
ザ融合照射装置」(1、aserFusion  Il
lumination  System)の第1267
−1273ページに記載されているものに類似している
。又グラス氏(Glass )による米国特許第4.0
11.163号、シグラ氏(Sigler)による第4
,084,887号及び第4,136,926号、トマ
ス氏他による第4,161,351号並びにブルソクナ
氏(Brueckner )他による「レーザ融合実験
に最適な楕円形照射装置」 (“′Ellipsoid
al Tllumtnation  System O
ptimizationfor La5er Fusi
on Experiments”)応用光学14゜6(
1975年6月)第1274−1278ページには、ト
マス氏による基本装置に組み込み可能な改良型が記載さ
れている。
Apparatus 20 thus directs pulsed laser energy substantially uniformly onto the target surface. As far as has been explained so far, the basic device 20 is manufactured by Mr.
Applied Optics 14.6 (June 1975) "Laser Fusion Irradiation Device" (1, aserFusion Il.
1267 of lumination system)
- similar to that described on page 1273. Also, U.S. Patent No. 4.0 by Mr. Glass
11.163, No. 4 by Mr. Sigler
, 084,887 and 4,136,926; No. 4,161,351 by Thomas et al.;
al Tllumtnation System O
optimization for La5er Fusi
on Experiments”) Applied Optics 14°6 (
June 1975), pages 1274-1278, describe an improved version by Thomas that can be incorporated into the basic device.

作動中、パルスレーザエネルギーの対向する集光平行側
射光線が一様な球形状でターゲット全表面に向られて高
性能爆発材殻14を発火する。外殻14内では球対称形
爆発反応が生じ、内殻12の材料を内方爆発させて圧縮
する。この爆縮によって内殻12の物質は対称の中心へ
加速されて内殻自体を押しイ」け、これによって密度、
圧力及び温度が高くなるので、物理的及び又は化学的及
び又は冶金学的な状態変化をもたらす。説明した型式の
球状爆縮技術の重要な利点は、ガダリ氏(Guderl
ey)  (r航空研究J  (Luftfahrtf
orschung)上9,302(194,2年)〕に
より決定されてい5るように、比較的低温での球状収縮
によって密度及び圧力が著しく増加することにある。本
発明による球状衝撃圧縮を使用すれば、前述の如く低温
になるので、製品材料が元の形態に再変換する恐れが回
避される。更に、前記正味負荷量のものを圧縮する間、
高性能爆発材は半径方向外側に膨張することになる。か
くて、高密度の材料が圧縮されたサンプル材と熱接触状
態にとどまることはない。これは汚染を防止し、冷却に
寄与するものである。圧縮されたサンプルを集めるため
にカップ38は反射鏡22.24の下方に配置される。
In operation, opposing, focused, parallel side beams of pulsed laser energy are directed in a uniform spherical configuration onto the entire target surface to ignite the high explosive shell 14. A spherically symmetrical explosive reaction occurs within the outer shell 14, inwardly exploding and compressing the material of the inner shell 12. This implosion accelerates the material in the inner shell 12 toward the center of symmetry and pushes the inner shell itself, thereby increasing the density.
The increased pressure and temperature results in physical and/or chemical and/or metallurgical state changes. An important advantage of the spherical implosion technique of the type described is that Guderl
ey) (r Aviation Research J (Luftfahrtf)
Orschung) supra 9,302 (194, 2)], spherical contraction at relatively low temperatures results in a significant increase in density and pressure. The use of spherical impact compaction according to the invention avoids the risk of product material reconverting to its original form due to the low temperatures mentioned above. Furthermore, while compressing said net load,
The high explosive material will expand radially outward. Thus, the dense material does not remain in thermal contact with the compressed sample material. This prevents contamination and contributes to cooling. A cup 38 is placed below the reflector 22.24 to collect the compressed sample.

再変態を更に少なくするために水又は油による急冷装置
をカップ38に設けることも出来る。
A water or oil quenching device can also be provided in the cup 38 to further reduce re-transformation.

ターゲット10は標準的機械加工技術及び又は成形技術
を用いて構成される。高性能爆発層は適当な寸法に成型
可能であり、及び又は機械加工可能である。爆縮により
誘発されるグラファイトの多態転移によりダイヤモンド
を形成するために、コウォーン氏(Coinan >に
よる米国特許第3,401゜019号に記載されている
如く、内殻12は純粋なグラファイト又は触媒材を有す
るグラファイトを含有させることも可能である。立方体
及び又はウルツ鉱型式の窒化ホウ素を爆縮によって多態
転移することによって工業機械加工用の超硬質窒化ホウ
素が形成可能である。爆縮によるセラミック又は耐火金
属の重合、焼結、金属合金の圧縮のために、及び場合に
よっては金属水素を生成するためにも本発明の方法を使
用可能である。
Target 10 is constructed using standard machining and/or molding techniques. The high performance explosive layer can be molded to suitable dimensions and/or machined. In order to form diamond by polymorphic transitions of graphite induced by implosion, the inner shell 12 may be made of pure graphite or a catalyst, as described in Coinan, U.S. Pat. No. 3,401.019. Ultra-hard boron nitride for industrial machining can be formed by polymorphic transformation of cubic and/or wurtzite type boron nitride by implosion. The method of the invention can be used for the polymerization of ceramics or refractory metals, sintering, compaction of metal alloys, and optionally also for the production of metallic hydrogen.

爆発性外殻14ば、例えばHMX、PETN。Explosive shell 14, for example HMX, PETN.

TATB等として既知の(ビ・エム・ISブラッ、ロー
レンス、リバーモア研究所による郭告書第UCRL−5
2997号参照−B −M −Dobratz、Law
rence Livermore Laborator
y 、 Report  # U CRL−52997
)各社爆発材で構成可能である。
Known as TATB, etc.
See No. 2997-B-M-Dobratz, Law.
rance Livermore Laborator
y, Report # U CRL-52997
) Can be constructed with explosive materials from various companies.

一般にかかる爆発材のエネルギー密度番才約5KJ/g
で、質量密度が1乃至2 g / ccである。内径が
6龍で、外径が1. cmの爆発外殻14の場合、放出
される爆発エネルギーは約5KJである。かかる爆発は
容易に充填内蔵可能であり、更に内径が2關で質量が約
1gの「正味負荷量」を支持することが出来る。ターゲ
ット面における最大圧力は200キロ気圧以上で、13
cmの距離における、すなわち反射鏡面における「岐点
圧力」は約10気圧にすぎない。圧力インパルスは数マ
イクロ秒の減衰時間を有している。反射鏡面を保護する
ために、例えば透明な軟質プラスチックで形成する取替
可能なライナー40 、4.2を使用可能である。
The energy density of common explosive materials is approximately 5KJ/g.
and has a mass density of 1 to 2 g/cc. The inner diameter is 6mm and the outer diameter is 1mm. For an explosive shell 14 of cm, the explosive energy released is approximately 5 KJ. Such an explosion is easily self-contained and can support a "net load" of two diameters and a mass of about 1 g. The maximum pressure at the target surface is over 200 kiloatmospheres, 13
The "point pressure" at a distance of cm, ie at the mirror surface, is only about 10 atmospheres. Pressure impulses have a decay time of a few microseconds. To protect the reflective surface, a replaceable liner 40, 4.2, made for example of transparent soft plastic, can be used.

1 ζ 第3図はサンプル材12の中実球より成る芯13を含む
本発明の基本的なターゲソl−10aを示ず。芯13ば
爆発材の殻14によって完全に隣接包囲される。芯13
の外面及び殻14の厚さは、半径方向にそれぞれ均一で
ある。第4図のターゲソ)10bの場合、芯13は心材
17を包囲するサンプル材の殻】2を包含する。心材1
7は、例えばアルミニウム等の球形中実材料で、サンプ
ル材12内の爆縮圧力が大きくなりすぎないようにする
ものであり、圧力波の分布を時間的に制御しやすくする
。第5図は第1図のターゲット10を示し、芯13のサ
ンプル材性殻12は中空部16を包囲する。
1ζ FIG. 3 does not show the basic target solenoid 1-10a of the present invention, which includes a core 13 consisting of a solid sphere of sample material 12. The core 13 is completely surrounded by a shell 14 of explosive material. Core 13
The outer surface of the shell 14 and the thickness of the shell 14 are each uniform in the radial direction. In the case of the target material 10b of FIG. 4, the core 13 includes a shell of sample material surrounding the core material 17. Heartwood 1
7 is a spherical solid material such as aluminum, which prevents the implosion pressure within the sample material 12 from becoming too large, and facilitates temporal control of the pressure wave distribution. FIG. 5 shows the target 10 of FIG. 1, with the sample material shell 12 of the core 13 surrounding the hollow portion 16.

第6図のクーゲソ)10cの場合、例えば鉄製の可鍛波
形成層又は「推進」殻48を爆発外殻14と芯13との
間に位置決めする。推進部48の機能は、サンプル最大
圧力が加わる時間を長くすることによってサンプルの芯
13の爆縮中の流体力学的圧力及び温度分布を所望のテ
イラリングを得ることである。
In the case of 10c of FIG. 6, a malleable wave forming layer or "propulsion" shell 48, for example made of iron, is positioned between the explosive shell 14 and the core 13. The function of the thruster 48 is to obtain the desired tailoring of the hydrodynamic pressure and temperature distribution during the implosion of the sample core 13 by prolonging the time during which the sample maximum pressure is applied.

第7図のターゲソl−10dの場合、推進部材48は、
更に複雑な圧力及び温度分布のティラリングを得るため
に異なる密度の材料を隣接させて構成する多重同心殻5
0で構成される。かかる構造によす更に等エンl−ロビ
ーに近いサンプル圧縮が可能となるが、これに関しては
、リジェンガ氏(Lyzenga )とアーラン氏(Δ
hrens)による平面的形状について示唆されている
。(遡唄P町p I’I O) f性見潤、米国物理学
会会議報第78.1981号参照)等エントロピー圧縮
は、衝撃波によるサンプルの温度上昇を軽減する。当然
のことながら、第6図及び第7図の芯13は、第3−5
図に図示した芯のいずれでもよい。
In the case of the target solenoid l-10d shown in FIG. 7, the propulsion member 48 is
Multiple concentric shells 5 composed of adjacent materials of different densities to obtain more complex pressure and temperature distribution tillering.
Consists of 0. Such a structure enables sample compression closer to isoen l-Robbie, which was discussed by Lyzenga and Erlang (Δ
A planar shape is suggested by the following. (Rekiuta P-cho p I'I O) by Jun Shimi, American Physical Society Conference Bulletin No. 78.1981) Isentropic compression reduces the temperature increase in the sample caused by the shock wave. Naturally, the core 13 in FIGS. 6 and 7 is
Any of the cores shown in the figure may be used.

爆発外殻14を発火するために、25nsNd−ガラス
レーザ又はルビーレーザによる100ジユール/ cA
にも及ぶ流動密度のレーザエネルギーが用いられる。殻
14内の所与の爆発+iは、単位面積当り一定量の発火
エネルギーを必要とするが、これは実験によって容易に
決定可能である。薄い(1000人のオーダ)アルミニ
ウム被膜あるい■b は発火層44を爆発I!T1.M14に被覆するか又は
発火感度の低い化学反応爆発材の薄層を設けることによ
って必要な発火エネルギーを軽減するための改変型ター
ゲット10eを第8図に示す。薄い発火層の使用に関し
ては、ヤング氏(Yang)他による応用物理学会論文
誌、19.473 (1971)の平面形状に関連して
記載されているし、米国特許第3,812,783号に
提示されている。層44は、標準的な真空析出又は化学
蒸発技術によって形成可能である。ターゲットをこのよ
うに構成する場合、10ジユール/ Caまでの発火エ
ネルギーと、10nsのレーザパルス長さを必要とする
。第9図は更に別の改変型ターゲソ10fを示すが、こ
の場合、爆発外殻14と芯13との間に発火層44を配
置し、該殻14はレーザエネルギーを通すように透明で
ある。第9図の構造の利点は、爆発外殻14の未燃焼部
分が爆発エネルギーを「強化する」ように作動すること
である。この場合も第3=5図の芯13のいずれも第8
−9図に使用可能である。同様に、推進部48(第6−
7図)を第8図の爆発性殻14と芯13との間か又は第
9図のl1t44と芯13との間に配置することが可能
である。
100 Joule/cA by 25ns Nd-glass laser or ruby laser to ignite the explosive shell 14
Laser energies with flow densities ranging up to A given explosion +i within the shell 14 requires a certain amount of ignition energy per unit area, which can be easily determined by experiment. A thin (on the order of 1000) aluminum coating or ■b causes the ignition layer 44 to explode I! T1. A modified target 10e is shown in FIG. 8 to reduce the required ignition energy by coating M14 or by providing a thin layer of a chemically reactive explosive material with low ignition sensitivity. The use of thin firing layers is described in connection with planar geometries by Yang et al., Transactions of the Japan Society of Applied Physics, 19.473 (1971), and in U.S. Pat. No. 3,812,783. It is presented. Layer 44 can be formed by standard vacuum deposition or chemical evaporation techniques. Configuring the target in this way requires an ignition energy of up to 10 Joules/Ca and a laser pulse length of 10 ns. FIG. 9 shows yet another modified target saw 10f, in which an incendiary layer 44 is disposed between the explosive shell 14 and the core 13, and the shell 14 is transparent to transmit laser energy. An advantage of the structure of FIG. 9 is that the unburned portion of the explosion shell 14 acts to "intensify" the explosion energy. In this case, both of the cores 13 in Figure 3=5 are the 8th
- Can be used for Figure 9. Similarly, the propulsion section 48 (6th-
7) can be placed between the explosive shell 14 and the wick 13 in FIG. 8 or between the l1t44 and the wick 13 in FIG.

第10図及び第11図は、「強化」ターゲット構造10
g及び10hを示す。第10図及び第1I図において、
外殻又は層(第11図では44、第10図では14)は
、球状に連続する透明なガラス又はプラスチック製のタ
ンパー酸46によって包囲される。最も好適には、破損
することなく爆発エネルギーを吸収するようにタンパー
酸46を弾性にして充分な厚さにすることであり、これ
によって製品の収集及び照射用の光学部材の保護が著し
く簡単になる。ダウ−コーニング社(DoΔ−Corn
ing )により市販されているシルガード184(5
YLGAII+)  184)は殻46を構成するのに
好適である。かかる殻は標準の成形技術によって形成さ
れる。
FIGS. 10 and 11 show a "reinforced" target structure 10.
g and 10h are shown. In FIG. 10 and FIG. 1I,
The shell or layer (44 in FIG. 11, 14 in FIG. 10) is surrounded by a spherically continuous transparent glass or plastic tamper acid 46. Most preferably, the tamper acid 46 is elastic and thick enough to absorb the blast energy without damage, which greatly facilitates product collection and protection of the irradiation optics. Become. Dow Corning Company (DoΔ-Corn
Sylgard 184 (5
YLGAII+) 184) is suitable for forming the shell 46. Such shells are formed by standard molding techniques.

〈発明の効果〉 本発明の重要な特徴は、10乃至10hで図示される層
状ターゲット構造を使用することによって、圧力及び温
度の時間経過が流体力学的に制御可能なことである。か
かる手順は、目的及び結果こそ全く異なるが、慣性融合
ターゲットを構成するために使用する流体力学的制御の
特性を類似している(リンドル氏(Lindl )によ
る米国特許第4.272,320号及びブルソクナ氏(
Brueckner )による米国特許第、1,297
,165号参照)。本発明の場合、サンプル材は爆縮処
理した後で回収されるが、慣性融合ターゲットは全てが
破壊される。又本発明の場合、回収されるサンプル材の
状態を所望通りの物理的及び又は化学的及び又は冶金学
的変化をするように前述の流体力学制御が採用される。
EFFECTS OF THE INVENTION An important feature of the invention is that the time course of pressure and temperature can be controlled hydrodynamically by using a layered target structure as illustrated in 10 to 10 h. Such procedures, although quite different in purpose and result, have similar properties to the hydrodynamic controls used to construct inertial fusion targets (Lindl, U.S. Pat. No. 4,272,320 and Mr. Bursokna (
U.S. Patent No. 1,297 by John Brueckner
, No. 165). In the case of the present invention, the sample material is recovered after being imploded, but the inertial fusion target is completely destroyed. Also, in the case of the present invention, the aforementioned hydrodynamic control is employed to effect the desired physical and/or chemical and/or metallurgical changes in the state of the sample material being recovered.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の基本的実施例による1′I縮ターゲツ
トを三等分した正面図、第2図は第1図のターゲットに
レーザ発火エネルギーを集めるための光学装置の概略図
、そして第3−11図は本発明のターゲットの各種構造
を示す部分断面図である。 10・・・ターゲット、12・・・内殻、13・・・芯
、14・・・外殻−16・・・中空部、17・・・心材
、20・・・照射装置、22,24・・・反射鏡、26
・・・軸線、28・・・ワイヤ、30.32・・・レン
ズ、34.36・・・レーザ光線、38・・・カップ。 特許比IDM人     ケー エム ニス フj、−
ジョン インコーボレイテ ソド
FIG. 1 is a front view of a 1'I reduced target according to a basic embodiment of the present invention divided into three equal parts, FIG. 2 is a schematic diagram of an optical device for focusing laser ignition energy on the target of FIG. 3-11 are partial cross-sectional views showing various structures of the target of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Target, 12... Inner shell, 13... Core, 14... Outer shell-16... Hollow part, 17... Heart material, 20... Irradiation device, 22, 24...・Reflector, 26
...Axis, 28...Wire, 30.32...Lens, 34.36...Laser beam, 38...Cup. Patent ratio IDM person KM nis fuj, -
john incorboratesodo

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)(a)球状外面を備える所定量の選択材料を有す
る芯と、該面を同心状に包囲する高性能爆発材で形成し
た球対称形の中空殻とを包含するターゲットを設ける段
階と、 (b)該所定量の材料を球対称形に爆縮するように該タ
ーゲットに少なくとも1本の放射エネルギーからなるビ
ームを指向させることによって高性能爆発材の該殻を発
火する段階と、 (c)生成された製品を回収する段階とで構成すること
を特徴とする材料の状態を変化させるための爆縮方法。
(1) (a) providing a target comprising a core having a predetermined amount of selected material with a spherical outer surface and a spherically symmetrical hollow shell formed of high explosive material concentrically surrounding the surface; (b) igniting the shell of high explosive material by directing at least one beam of radiant energy at the target to implode the predetermined amount of material in a spherically symmetrical manner; c) An implosion method for changing the state of a material, characterized in that it comprises the steps of recovering the produced product.
(2)該段階(b)が、複数本の放射エネルギービーム
を該ターゲットに球対称形に指向させる段階を包含する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein step (b) includes the step of directing a plurality of beams of radiant energy at the target in a spherically symmetrical manner.
(3)該エネルギービームが、レーザ光線、イオンビー
ム、電子ビーム、マイクロ波ビーム及び非コヒーレント
ビームより成るビーム群から選択されることを特徴とす
る特許請求の範囲第2項記載の方法。
3. The method of claim 2, wherein the energy beam is selected from the group consisting of laser beams, ion beams, electron beams, microwave beams, and non-coherent beams.
(4)選択材料の該所定量が、均一な壁厚みを有する中
空球形殻を包含することを特徴とする特許請求の範囲第
2項記載の方法。
4. The method of claim 2, wherein said predetermined amount of selected material comprises a hollow spherical shell having a uniform wall thickness.
(5)該殻の内部が真空であることを特徴とする特許請
求の範囲第4項記載の方法。
(5) The method according to claim 4, wherein the interior of the shell is a vacuum.
(6)該サンプル材の殻内に固体材料の心部を配置する
ことによって該材料の殻の爆縮圧力を制限する段階を更
に包含することを特徴とする特許請求の範囲第4項記載
の方法。
6. Limiting the implosion pressure of the shell of material by locating a core of solid material within the shell of the sample material. Method.
(7)高性能爆発材の該殻と隣接し、該放射エネルギー
に反応して該高性能爆発材を発火する起爆材製殻を該タ
ーゲットが更に包含することを特徴とする特許請求の範
囲第2項記載の方法。
(7) The target further includes an initiator shell adjacent to the shell of high explosive material that ignites the high explosive material in response to the radiant energy. The method described in Section 2.
(8)該放射エネルギーを通すタンパー殻と隣接して該
ターゲットを包囲する段階を更に包含することを特徴と
する特許請求の範囲第7項記載の方法。
8. The method of claim 7 further comprising the step of surrounding the target adjacent to a tamper shell that transmits the radiant energy.
(9)該芯と該高性能爆発性殻との間に可鍛材の推進殻
を少なくとも1個配置することによって該芯に加えられ
る温度及び圧力の経時的分布を制御する段階を更に包含
することを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の方法
(9) controlling the distribution of temperature and pressure applied to the core over time by disposing at least one malleable propulsion shell between the core and the high explosive shell; The method according to claim 2, characterized in that:
(10)HMX、PETN及びTATBより成る一群か
ら該高性能爆発材を選択することを特徴とする特許請求
の範囲第2項記載の方法。
10. A method according to claim 2, characterized in that the high performance explosive material is selected from the group consisting of HMX, PETN and TATB.
(11)高性能爆発材製の対称形殻によって同心状に包
囲される該材料の球対称形サンプルを有する球形芯を包
含することを特徴とする材料を爆縮するように放射エネ
ルギーに露出させるターゲット。
(11) implodingly exposing a material to radiant energy characterized by comprising a spherical core having a spherically symmetrical sample of the material surrounded concentrically by a symmetrical shell of high explosive material; target.
(12)該芯が該サンプル材の中実球を包含することを
特徴とする特許請求の範囲第11項記載のターゲット。
(12) The target according to claim 11, wherein the core includes a solid sphere of the sample material.
(13)該芯が該サンプル材の中空球形殻を包含するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第11項記載のターゲッ
ト。
(13) The target according to claim 11, wherein the core includes a hollow spherical shell of the sample material.
(14)該サンプル材の殻の内部を真空にすることを特
徴とする特許請求の範囲第13項記載のターゲット。
(14) The target according to claim 13, wherein the inside of the shell of the sample material is evacuated.
(15)該芯が、該サンプル材の殻内に位置し、該殻に
よって隣接して包囲される中実材の心材を更に包含する
ことを特徴とする特許請求の範囲第13項記載のターゲ
ット。
15. The target of claim 13, wherein the core further includes a solid core material located within and adjacently surrounded by the shell of the sample material. .
(16)該サンプル材へかかる最高圧力を加減するため
に該芯と爆発材製の該殻との間に少なくとも1個の可鍛
材の球対称形殻を包含することを特徴とする特許請求の
範囲第11項記載のターゲット。
(16) A claim characterized in that at least one spherically symmetrical shell of malleable material is included between the core and the shell of explosive material to moderate the maximum pressure applied to the sample material. Target according to item 11.
(17)少なくとも1個の該可鍛材製球対称形殻は、材
料の密度が異なって半径方向に隣接する複数個の殻を包
含することを特徴とする特許請求の範囲第16項記載の
ターゲット。
(17) The at least one spherically symmetrical shell made of malleable material includes a plurality of radially adjacent shells having different densities of materials. target.
(18)該爆発材製殻と隣接し、該放射エネルギーに反
応して該爆発材を発火する起爆材製殻を包含することを
特徴とする特許請求の範囲第11項記載のターゲット。
(18) The target according to claim 11, further comprising an initiating material shell adjacent to the explosive material shell and igniting the explosive material in response to the radiant energy.
(19)該発火材製殻が該爆発材性殻を包囲することを
特徴とする特許請求の範囲第18項記載のターゲット。
(19) The target according to claim 18, wherein the pyrotechnic shell surrounds the explosive shell.
(20)該発火材製殻を該高性能爆発材製殻と該芯との
間に配置し、該高性能爆発材製殻が該放射エネルギーを
通すことを特徴とする特許請求の範囲第18項記載のタ
ーゲット。
(20) Claim 18, characterized in that the pyrotechnic shell is disposed between the high explosive material shell and the core, and the high explosive material shell allows the radiant energy to pass through. Targets listed in section.
(21)該ターゲットを隣接包囲する該放射エネルギー
を通す球対称形タンパー殻を更に包含することを特徴と
する特許請求の範囲第21項記載のターゲット。
21. The target of claim 21 further comprising a spherically symmetrical tamper shell adjacently surrounding the target and transparent to the radiant energy.
(22)該タンパー殻が破損することなく該爆発材製殻
の燃焼爆発を閉じ込めるのに充分な厚さを有することを
特徴とする特許請求の範囲第21項記載のターゲット。
22. The target of claim 21, wherein the tamper shell has a thickness sufficient to contain the combustion explosion of the explosive material shell without failure.
(23)(a)グラファイトの球状芯を設ける段階と、 (b)該グラファイト製殻を高性能爆発材製殻で同心状
に包囲する段階と、 (c)該爆発性殻に放射エネルギーを球対称形に指向さ
せることによって該高性能爆発材製殻を発火する段階と
を包含することを特徴とするグラファイトを圧縮によっ
てダイヤモンドに多形態転移させ得る方法。
(23) (a) providing a spherical core of graphite; (b) concentrically surrounding the graphite shell with a shell of high explosive material; and (c) projecting radiant energy into the explosive shell. igniting the high explosive material shell by symmetrically orienting it.
JP12635985A 1985-06-12 1985-06-12 Treatment of substance using sphere symmetric implosion chemically performed Pending JPS61291034A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12635985A JPS61291034A (en) 1985-06-12 1985-06-12 Treatment of substance using sphere symmetric implosion chemically performed

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12635985A JPS61291034A (en) 1985-06-12 1985-06-12 Treatment of substance using sphere symmetric implosion chemically performed

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61291034A true JPS61291034A (en) 1986-12-20

Family

ID=14933229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12635985A Pending JPS61291034A (en) 1985-06-12 1985-06-12 Treatment of substance using sphere symmetric implosion chemically performed

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61291034A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4790735A (en) Materials processing using chemically driven spherically symmetric implosions
US3812783A (en) Optically detonated explosive device
US6021174A (en) Use of shaped charge explosives in the manufacture of x-ray tube targets
Paisley Laser-driven miniature flyer plates for shock initiation of secondary explosives
Watson et al. The initiation of fine grain pentaerythritol tetranitrate by laser-driven flyer plates
US6047643A (en) Hermetically sealed laser actuator/detonator and method of manufacturing the same
GB1121422A (en) Improvements in or relating to explosive welding
US4552742A (en) Materials processing using chemically driven spherically symmetric implosions
US20060126771A1 (en) Propulsion motor
JPH035698A (en) Optical initiation device, continuous initiation unit including said device and method of inserting micro-lens into ferrule installed to said device
US6276276B1 (en) Thin-film optical initiator
US3720168A (en) Elliptical warhead
US5221810A (en) Embedded can booster
JPS61291034A (en) Treatment of substance using sphere symmetric implosion chemically performed
US5046423A (en) Laser-driven flyer plate
EP0202357A1 (en) Materials processing using chemically driven spherically symmetric implosions
US7493861B1 (en) Tandem shaped charge warhead having a confined forward charge and a light-weight blast shield
Glass Appraisal of UTIAS implosion-driven hypervelocity launchers and shock tubes
US5029528A (en) Fiber optic mounted laser driven flyer plates
US3295412A (en) Magnetic gradient particle accelerator
US4729318A (en) Explosive plane-wave lens
Agrawal et al. A high-speed photographic study of the impact initiation of hexanitro-hexaaza-isowurtzitane and nitrotriazolone
US3768414A (en) Controlled fragment warhead
Schwarz Shock initiation sensitivity of hexanitrostilbene (HNS)
US5301612A (en) Carbon-assisted flyer plates