RU2580333C1 - Method for initiation of light-sensitive explosive with light pulse of laser radiation - Google Patents

Method for initiation of light-sensitive explosive with light pulse of laser radiation Download PDF

Info

Publication number
RU2580333C1
RU2580333C1 RU2015101394/03A RU2015101394A RU2580333C1 RU 2580333 C1 RU2580333 C1 RU 2580333C1 RU 2015101394/03 A RU2015101394/03 A RU 2015101394/03A RU 2015101394 A RU2015101394 A RU 2015101394A RU 2580333 C1 RU2580333 C1 RU 2580333C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
collimator
detonation
explosive
light
diameter
Prior art date
Application number
RU2015101394/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Леонидович Михайлов
Сергей Анатольевич Вахмистров
Юрий Валентинович Шейков
Сергей Михайлович Батьянов
Олег Михайлович Луковкин
Елена Владимировна Власова
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ"
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом", Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2015101394/03A priority Critical patent/RU2580333C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2580333C1 publication Critical patent/RU2580333C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

FIELD: explosives.
SUBSTANCE: method for initiation of light-sensitive explosive with light pulse of laser radiation can be used in physics of explosion, methods and means for non-contact detonation of industrial explosives. Method involves generating a light pulse of laser radiation (LR), supply of a shaped pulse of LR at initiated light-sensitive explosive, emitted by source of LR pulse by means of a collimator, is divided into separate, at least 4 beams, diameter of which exceeds critical diameter of detonation of light-sensitive explosive. Diameters of ⌀ formed LR beams formed by collimator and distance x between them are associated with minimum energy Q of light pulse of LR, initiating detonation-sensitive explosive, and time t to explosive detonation excitation by mathematical relationship t = f (x, Q ⌀). LR beams formed by collimator are fed in direction perpendicular to surface of light-sensitive explosive and symmetrically relative to geometric centre of collimator.
EFFECT: invention provides minimum level of detonation excitation energy with simultaneous reduction of time to detonation excitation.
3 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к области методов и средств неконтактного подрыва промышленных взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано для инициирования светочувствительных ВВ лазерным излучением.The present invention relates to the field of methods and means of non-contact detonation of industrial explosives (explosives) and can be used to initiate photosensitive explosives with laser radiation.

Из предшествующего уровня техники известен способ неконтактного инициирования ВВ (патент РФ №2387949, МПК F42C 13/02, опубл. 27.04.2010 г.), согласно которому осуществляют формирование светового импульса лазерного излучения (ЛИ) в виде двух световых пучков, подачу сформированного импульса ЛИ на дистанционно удаленное инициируемое светочувствительное ВВ, корректировка направленности световых пучков с учетом скорости перемещения боеприпаса, снаряженного ВВ, и скорости перемещения цели, что позволяет произвести точный подрыв ВВ в заданный момент времени и в прогнозируемой точке пространства.The prior art method for non-contact initiation of explosives (RF patent No. 2387949, IPC F42C 13/02, publ. 04/27/2010), according to which the formation of a light pulse of laser radiation (LI) in the form of two light beams, the supply of the generated pulse LI for remotely initiated initiated photosensitive explosives, adjusting the direction of light beams taking into account the speed of movement of ammunition equipped with explosives, and the speed of movement of the target, which allows for accurate detonation of explosives at a given time Eni and the projected point of the space.

В качестве прототипа заявляемого способа инициирования светочувствительного взрывчатого вещества световым импульсом лазерного излучения известен способ (патент РФ №2107256, МПК F42D 3/04, опубл. 20.03.1998 г.), согласно которому формируют импульс светового лазерного излучения (ЛИ), транслируемого по каналу в виде оптического волокна от выхода лазера к заряду ВВ для возбуждения детонации подрываемого заряда, при этом мощность лазерного импульса увеличивают при помощи подключаемых промежуточных лазеров с пиротехнической накачкой.As a prototype of the proposed method for initiating a photosensitive explosive with a laser light pulse, a method is known (RF patent No. 2107256, IPC F42D 3/04, published March 20, 1998), according to which an impulse of light laser radiation (LI) transmitted through the channel is formed in the form of an optical fiber from the laser output to the explosive charge to excite detonation of the detonated charge, while the laser pulse power is increased by means of connected intermediate lasers with pyrotechnic pumping.

К недостаткам известных способов относится отсутствие условий для одновременного уменьшения времени до возбуждения детонации и снижения уровня энергии возбуждения детонации.The disadvantages of the known methods include the lack of conditions for simultaneously reducing the time to excitation of detonation and to reduce the level of energy of excitation of detonation.

Задачей авторов изобретения является разработка эффективного способа инициирования светочувствительного взрывчатого вещества световым импульсом лазерного излучения, обеспечивающего минимальный уровень энергии возбуждения детонации с одновременным уменьшением времени до возбуждения детонации.The objective of the authors of the invention is to develop an effective method of initiating a photosensitive explosive with a light pulse of laser radiation, providing a minimum level of detonation excitation energy while reducing the time before detonation excitation.

Новый технический результат, обеспечиваемый при использовании предлагаемого способа по сравнению с прототипом, заключается в обеспечении минимального уровня энергии возбуждения детонации с одновременным уменьшением времени до возбуждения детонации.A new technical result provided by using the proposed method in comparison with the prototype is to provide a minimum level of detonation excitation energy while reducing the time before detonation excitation.

Указанные задача и новый технический результат обеспечиваются тем, что в отличие от известного способа инициирования светочувствительного взрывчатого вещества световым импульсом лазерного излучения, включающего формирование светового импульса лазерного излучения (ЛИ), подачу сформированного импульса ЛИ на инициируемое светочувствительное ВВ, согласно предлагаемому способу исходящий от источника поток ЛИ разделяют на отельные, по крайней мере, 4 луча, диаметр которых превышает критический диаметр детонации светочувствительного ВВ, с использованием коллиматора, при этом диаметры сформированных коллиматором лучей ЛИ и расстояние между ними связаны математической зависимостью с минимальной энергией светового импульса ЛИ, инициирующего детонацию светочувствительного ВВ, и временем до возбуждения детонации ВВ t=F (Q, x, ⌀), сформированные коллиматором лучи ЛИ подают в направлении, перпендикулярном поверхности инициируемого светочувствительного ВВ и симметрично относительно геометрического центра коллиматора.These tasks and a new technical result are ensured by the fact that, in contrast to the known method of initiating a photosensitive explosive with a laser light pulse, which includes generating a laser light pulse (LI), supplying a generated LI pulse to the initiated photosensitive explosive, according to the proposed method, the stream emitted from the source LIs are divided into hotel at least 4 beams whose diameter exceeds the critical detonation diameter of the photosensitive explosive, using a collimator, while the diameters of the radiation beams generated by the collimator and the distance between them are connected mathematically with the minimum energy of the light pulse of the radiation initiating detonation of the photosensitive explosive and the time until the detonation of the explosive is excited t = F (Q, x, ⌀), the rays formed by the collimator LI is fed in a direction perpendicular to the surface of the initiated photosensitive explosive and symmetrically with respect to the geometric center of the collimator.

Кроме того, в способе в качестве коллиматора используют перфорированные пластины, по крайней мере, с 4-мя отверстиями из непрозрачного для ЛИ материала с диаметром, равным диаметру выходящего из коллиматора луча ЛИ, и размещенными с шагом от 1-4 диаметров выходящего из коллиматора луча ЛИ, расположенными симметрично относительно геометрического центра коллиматора.In addition, in the method, perforated plates are used as a collimator with at least 4 holes of material opaque to the laser beam with a diameter equal to the diameter of the laser beam emerging from the collimator and placed in increments of 1-4 diameters of the beam emerging from the collimator LIs located symmetrically with respect to the geometric center of the collimator.

Кроме того, в способе в качестве коллиматора используют пучок световодов, состоящий, по крайней мере, из 4-х световодов с диаметром, равным диаметру выходящего из коллиматора луча ЛИ, и размещенных с шагом от 1-4 диаметров выходящего из коллиматора луча ЛИ, при этом все световоды размещают перпендикулярно поверхности инициируемого светочувствительного ВВ и симметрично относительно геометрического центра коллиматора.In addition, in the method, a beam of optical fibers is used as a collimator, consisting of at least 4 optical fibers with a diameter equal to the diameter of the LI beam emerging from the collimator, and placed at 1-4 diameters of the LI beam emerging from the collimator, with In this case, all the optical fibers are placed perpendicular to the surface of the initiated photosensitive explosive and symmetrically with respect to the geometric center of the collimator.

Предлагаемый способ поясняется следующим образом. Инициирование образца светочувствительного ВВ осуществляется путем пропускания потока ЛИ через перфорированную диафрагму с регулярно расположенными отверстиями (каналами), в которой происходит деление потока на составляющие лучи, независимо выходящие каждый из соответствующего канала.The proposed method is illustrated as follows. The initiation of a sample of a photosensitive explosive is carried out by passing the LI flow through a perforated diaphragm with regularly located holes (channels), in which the flow is divided into component rays that independently exit each of the corresponding channel.

Первоначально готовят элемент из светочувствительного ВВ из группы нитросодержащего соединения и размещают его в устройстве для испытаний зарядов ВВ на расчетном расстоянии и навстречу направлению распространения светового импульса ЛИ. Затем формируют импульс ЛИ, который подают сначала на коллиматор, выполненный в виде пластины с, по меньшей мере, 4-мя отверстиями, за счет чего осуществляют разделение потока ЛИ на отдельные, по крайней мере, 4 луча, диаметр которых превышает критический диаметр детонации светочувствительного ВВ.Initially, an element is prepared from a photosensitive explosive from the group of a nitrous-containing compound and placed in a device for testing explosive charges at a calculated distance and towards the direction of propagation of the LI light pulse. Then, an LI pulse is generated, which is first fed to a collimator made in the form of a plate with at least 4 holes, due to which the LI stream is divided into separate at least 4 beams whose diameter exceeds the critical diameter of the photosensitive detonation BB

При этом диаметры сформированных коллиматором лучей ЛИ и расстояние между ними связаны математической зависимостью с минимальной энергией светового импульса ЛИ, инициирующего детонацию светочувствительного ВВ, и временем до возбуждения детонации ВВ t=F (Q, x, ⌀).In this case, the diameters of the radiation beams generated by the collimator and the distance between them are related mathematically with the minimum energy of the light pulse of the radiation emitting detonation of the photosensitive explosive, and the time t = F (Q, x, ⌀) before the explosive detonation is excited.

Сформированные коллиматором лучи ЛИ подают в направлении, перпендикулярном поверхности инициируемого светочувствительного ВВ и симметрично относительно геометрического центра коллиматора. В качестве коллиматора в предлагаемом способе используют перфорированные пластины, по крайней мере, с 4-мя отверстиями из непрозрачного для ЛИ материала с диаметром, равным диаметру выходящего из коллиматора луча ЛИ, и размещенными с шагом от 1-4 диаметров выходящего из коллиматора луча ЛИ, расположенными симметрично относительно геометрического центра коллиматора.LI rays formed by the collimator are supplied in a direction perpendicular to the surface of the initiated photosensitive explosive and symmetrically with respect to the geometric center of the collimator. As the collimator in the proposed method, perforated plates are used with at least 4 holes of opaque material for the laser beam with a diameter equal to the diameter of the laser beam coming out of the collimator and placed in increments of 1-4 diameters of the laser beam coming out of the collimator, located symmetrically with respect to the geometric center of the collimator.

Кроме того, в качестве коллиматора используют пучок световодов, состоящий, по крайней мере, из 4-х световодов с диаметром, равным диаметру выходящего из коллиматора луча ЛИ, и размещенных с шагом от 1-4 диаметров выходящего из коллиматора луча ЛИ, при этом все световоды размещают перпендикулярно поверхности инициируемого светочувствительного ВВ и симметрично относительно геометрического центра коллиматора.In addition, a beam of optical fibers is used as a collimator, consisting of at least 4 optical fibers with a diameter equal to the diameter of the LI beam emerging from the collimator, and placed with a pitch of 1-4 diameters of the LI beam emerging from the collimator, optical fibers are placed perpendicular to the surface of the initiated photosensitive explosive and symmetrically with respect to the geometric center of the collimator.

При пропускании через коллиматор сформированного потока ЛИ обеспечивается снижение энергии возбуждения и одновременно оптимально минимизируем время до возбуждения детонации.When passing through the collimator generated LI flow, a decrease in the excitation energy is ensured and, at the same time, we optimally minimize the time until detonation is excited.

Под воздействием ЛИ на ВВ в облученной области образуется макроочаг самоподдерживающейся реакции, распространяющейся с дозвуковой скоростью. Если энергия, выделяющаяся при распространении макроочага, обеспечивает разгон процесса до сверхзвуковой скорости, то формируется детонационный режим. Если подведенной энергии недостаточно, чтобы обеспечить энерговыделение из макроочага, необходимое для разгона процесса до сверхзвуковой скорости, то под действием разгрузки он затухнет. Если имеется два таких макроочага, то в области их взаимодействия формируется реагирующая зона, которая в направлении инициирования распространяется с большей скоростью, чем каждый из очагов (как результирующая из векторного сложения скоростей границ макроочагов в предположении сферических фронтов).Under the influence of LI on the explosive in the irradiated region, a macro-center of a self-sustaining reaction is formed, propagating at a subsonic speed. If the energy released during the propagation of the macro focus provides acceleration of the process to supersonic speed, a detonation mode is formed. If the supplied energy is not enough to provide the energy release from the macro focus necessary to accelerate the process to supersonic speed, then it will die out under the action of unloading. If there are two such macrocenters, then a reaction zone is formed in the region of their interaction, which propagates in the direction of initiation at a higher speed than each of the centers (as a result of the vector addition of the velocities of the boundaries of the macrocenters under the assumption of spherical fronts).

В условиях не затухающих очагов:In conditions of non-fading foci:

- если скорость распространения очагов увеличивается, то в зоне взаимодействия распространение будет идти с большим ускорением, чем в макроочагах;- if the speed of propagation of the foci increases, then in the interaction zone the propagation will go with greater acceleration than in macrocenters;

- если скорость распространения очагов постоянна, то в этой зоне распространение будет идти с ускорением.- if the propagation speed of the foci is constant, then in this zone the propagation will go with acceleration.

В условиях затухающих очагов, если градиент скорости распространения каждого из очагов не слишком велик, то эта зона в области их взаимодействия также будет распространяться с ускорением.In conditions of decaying foci, if the gradient of the propagation velocity of each of the foci is not too large, then this zone in the region of their interaction will also propagate with acceleration.

Чем ближе расположены макроочаги, тем короче ускоряющий импульс от зоны их взаимодействия, но тем меньше градиент скорости при их затухании.The closer the macro focuses are, the shorter the accelerating pulse is from the zone of their interaction, but the smaller the velocity gradient during their attenuation.

Выявленная экспериментально взаимосвязь указанных параметров позволяет оптимизировать процесс инициирования и подобрать соответствующие условия его эффективной реализации.The interrelation of the indicated parameters revealed experimentally allows optimizing the initiation process and choosing the appropriate conditions for its effective implementation.

Таким образом:In this way:

- если энергии ЛИ, подведенной к каждому макроочагу, достаточно для установления в нем ускоряющегося сверхзвукового процесса, выходящего в последующем в детонационный режим, то создание двух и более очагов позволит добиться уменьшения времени до возбуждения детонации;- if the LI energy supplied to each macro focus is sufficient to establish an accelerated supersonic process in it, which subsequently goes into the detonation mode, then the creation of two or more foci will allow to reduce the time before detonation is excited;

- если энергии ЛИ, подведенной к каждому макроочагу, недостаточно, то использование эффекта увеличения скорости распространения самоподдерживающегося процесса в зоне взаимодействия двух и более макроочагов позволяет при определенном соотношении энергии ЛИ, возбуждающего исходные макроочаги, и расстояния между ними сформировать в этой зоне ускоряющийся сверхзвуковой процесс, выходящий в последующем в детонационный режим. То есть при подводе ЛИ по двум и более каналам можно возбуждать в инициируемом элементе детонацию при энергии ЛИ, меньшей, чем при подвое по одному каналу.- if the LI energy supplied to each macro focus is insufficient, then the use of the effect of increasing the propagation velocity of a self-sustaining process in the interaction zone of two or more macro foci allows for a certain ratio of the LI energy that excites the original macro foci and the distance between them to form an accelerated supersonic process in this zone, coming subsequently into detonation mode. That is, when supplying an LI through two or more channels, detonation can be excited in the initiated element at an LI energy lower than when rooting along one channel.

- при оптимизации соотношения энергии ЛИ и расстояния между каналами подвода ЛИ можно добиться минимальной энергии, возбуждающей детонацию в инициируемом элементе, и минимального времени до ее возбуждения.- when optimizing the ratio of the LI energy and the distance between the LI supply channels, it is possible to achieve a minimum energy that excites detonation in the initiated element and a minimum time before its excitation.

В предлагаемом способе инициирование светочувствительного взрывчатого вещества импульсом лазерного излучения осуществляется путем последовательного формирования импульса лазерного излучения (ЛИ) с последующей подачей сформированного импульса ЛИ на инициируемое светочувствительное ВВ, при этом исходящий от источника поток ЛИ разделяют на отдельные, по крайней мере, 4 луча, диаметр которых превышает критический диаметр детонации светочувствительного ВВ, с использованием коллиматора. Диаметры сформированных коллиматором лучей ЛИ и расстояние между ними связаны математической зависимостью с минимальной энергией светового импульса ЛИ, инициирующего детонацию светочувствительного ВВ, и временем до возбуждения детонации ВВ t=F (Q, x, ⌀), сформированные коллиматором лучи ЛИ подают в направлении, перпендикулярном поверхности инициируемого светочувствительного ВВ и симметрично относительно геометрического центра коллиматора.In the proposed method, the initiation of a photosensitive explosive by a laser pulse is carried out by sequentially generating a laser pulse (LI) with the subsequent supply of a generated LI pulse to the initiated photosensitive explosive, while the LI stream emitted from the source is divided into at least 4 beams, diameter which exceeds the critical diameter of the detonation of a photosensitive explosive, using a collimator. The diameters of the LI rays formed by the collimator and the distance between them are related by a mathematical dependence with the minimum LI light pulse energy initiating detonation of the photosensitive explosive and the time t = F (Q, x, ВВ) before the detonation of detonation is excited, the LI rays formed by the collimator are fed in the direction perpendicular the surface of the initiated photosensitive explosive and symmetrically with respect to the geometric center of the collimator.

Результаты экспериментальных исследований по установлению оптимальных условий, необходимых для достижения заявленного технического результата, приведены в таблицах 1, 2.The results of experimental studies to establish the optimal conditions necessary to achieve the claimed technical result are shown in tables 1, 2.

В случае реализации способа прототипа, когда потоки ЛИ, подаваемые от заданного числа промежуточных лазеров с пиротехнической накачкой, пропускаются через независимые каналы оптических волокон, увеличение уровня потребляемой для возбуждения детонации энергии ЛИ достигается сложным как в технологическом, так и в конструкционном плане путем.In the case of the implementation of the prototype method, when the LI flows supplied from a given number of intermediate lasers with pyrotechnic pumping are passed through independent channels of optical fibers, an increase in the level of LI energy consumed to excite detonation is achieved in a difficult way both technologically and structurally.

В случае инициирования ВВ традиционным методом фокусировки ЛИ на меньшую площадь (пятно) обеспечивается большая плотность энергии, благодаря чему достигается надежное инициирование при минимальной энергии излучения, пропорциональной отношению облучаемых поверхностей. Однако экономический эффект ограничен возможностями фокусирующей системы.In the case of the initiation of explosives by the traditional method of focusing the laser radiation on a smaller area (spot), a higher energy density is ensured, which ensures reliable initiation with a minimum radiation energy proportional to the ratio of the irradiated surfaces. However, the economic effect is limited by the capabilities of the focusing system.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа инициирования светочувствительного взрывчатого вещества импульсом ЛИ, прошедшего через диафрагму с регулярной перфорацией, обеспечивается возможность формирования минимального уровня энергии возбуждения детонации с одновременным уменьшением времени до возбуждения детонации.Thus, when using the proposed method for initiating a photosensitive explosive with an LI pulse passing through a diaphragm with regular perforation, it is possible to form a minimum level of detonation excitation energy with a simultaneous decrease in time to detonation excitation.

Возможность промышленной реализации предлагаемого способа подтверждается следующими примерами.The possibility of industrial implementation of the proposed method is confirmed by the following examples.

Пример 1. В лабораторных условиях предлагаемый способ был опробован на светочувствительном ВВ, для чего был выбран состав, представляющий собой смесь 93% масс., бензотрифураксана (БТФ) и 7% масс. Al, σ=0.95 г/см3; из которого был изготовлен заряд п. 1 (фиг. 1, а) диаметром 5 мм, высота заряда 10 мм. Инициирование заряда проводилось лазерным лучом через алюминиевый коллиматор п. 2 (фиг. 1), с помощью которого осуществлялось разделение потока ЛИ на отдельные, по крайней мере, 4 луча. Диаметр этих лучей превышает критический диаметр детонации светочувствительного ВВ. Сформированные коллиматором 4 луча ЛИ подают в направлении, перпендикулярном поверхности инициируемого светочувствительного ВВ п. 3 и симметрично относительно геометрического центра коллиматора.Example 1. In laboratory conditions, the proposed method was tested on a photosensitive explosive, for which a composition was selected, which was a mixture of 93% by weight, benzotrifuraxan (BTF) and 7% of the mass. Al, σ = 0.95 g / cm 3 ; from which the charge was made of item 1 (Fig. 1, a) with a diameter of 5 mm, charge height 10 mm The charge was initiated by a laser beam through the aluminum collimator of item 2 (Fig. 1), with the help of which the flux of radiation was divided into at least 4 beams. The diameter of these rays exceeds the critical diameter of the detonation of the photosensitive explosive. The LI beams formed by the collimator 4 are supplied in a direction perpendicular to the surface of the initiated photosensitive explosive p. 3 and symmetrically with respect to the geometric center of the collimator.

Были измерены энергии потока ЛИ, прошедшего через коллиматор п. 2 с отверстием диаметром 1 мм и расстоянием между ними 1 мм.The energies of the LI flux passing through the collimator of item 2 with a hole with a diameter of 1 mm and a distance between them of 1 mm were measured.

Эти параметры определены по математической формуле These parameters are determined by the mathematical formula

Q=F (t, x, ⌀) (1) Q = F (t, x, ⌀) (1)

и приведены в таблицах 1, 2.and are shown in tables 1, 2.

Пример 2. В условиях примера 1 предлагаемый способ был осуществлен с использованием в качестве коллиматора кварцевого оптоволокна диаметром 1 мм (фиг. 1, б).Example 2. In the conditions of example 1, the proposed method was implemented using quartz optical fiber with a diameter of 1 mm as a collimator (Fig. 1, b).

Пример 3. В условиях примера 1 предлагаемый способ был осуществлен с использованием в качестве коллиматора полимерного оптоволокна диаметром 1 мм.Example 3. In the conditions of example 1, the proposed method was carried out using a polymeric optical fiber with a diameter of 1 mm as a collimator.

Результаты приведены в таблице 1 (где представлены данные измерений энергии ЛИ от луча ⌀5 мм, передаваемой через коллиматор).The results are shown in Table 1 (where the measurement data of the LI energy from the ⌀5 mm beam transmitted through the collimator are presented).

Прошедшая через коллиматор энергия ~1/25 входящей энергии, т.е пропорциональна отношению площадей областей, на которые воздействует ЛИ. Причина снижения выходной энергии через оптоволокно по сравнению с диафрагмой может быть связана с потерями на входных и выходных границах. Погрешность определения времени задержки детонации ±0,1 мкс.The energy passing through the collimator is ~ 1/25 of the incoming energy, i.e., is proportional to the ratio of the areas of the areas affected by the LI. The reason for reducing the output energy through the optical fiber compared to the diaphragm may be due to losses at the input and output boundaries. The error in determining the detonation delay time is ± 0.1 μs.

В таблице 2 приведены данные о временах задержки детонации при инициировании через коллиматор.Table 2 shows the data on the delay time of detonation upon initiation through the collimator.

Как это показали примеры, при реализации предлагаемого способа обеспечивается упрощение, возможность получения минимального уровня энергии возбуждения детонации с одновременным уменьшением времени до возбуждения детонации.As examples have shown, the implementation of the proposed method provides a simplification, the possibility of obtaining a minimum level of detonation excitation energy with a simultaneous decrease in time to detonation excitation.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (3)

1. Способ инициирования светочувствительного взрывчатого вещества (ВВ) световым импульсом лазерного излучения (ЛИ), включающий формирование светового импульса лазерного излучения, подачу сформированного импульса ЛИ на инициируемое светочувствительное ВВ, отличающийся тем, что с целью обеспечения минимальной энергии возбуждения детонации с одновременным уменьшением времени до возбуждения детонации поток ЛИ, исходящий от источника ЛИ, разделяют на отельные, по крайней мере, 4 луча, диаметр которых превышает критический диаметр детонации светочувствительного ВВ, с использованием коллиматора, при этом диаметры ⌀ сформированных коллиматором лучей ЛИ и расстояние x между ними связаны математической зависимостью с минимальной энергией Q светового импульса ЛИ, инициирующего детонацию светочувствительного ВВ, и временем t до возбуждения детонации ВВ t = f(Q, x, ⌀), сформированные коллиматором лучи ЛИ подают в направлении, перпендикулярном поверхности инициируемого светочувствительного ВВ и симметрично относительно геометрического центра коллиматора.1. A method of initiating a photosensitive explosive (BB) by a light pulse of laser radiation (LI), comprising generating a light pulse of laser radiation, supplying a generated LI pulse to an initiated photosensitive explosive, characterized in that in order to provide a minimum detonation excitation energy while reducing time to of detonation excitation, the LI flow emanating from the LI source is divided into separate at least 4 beams whose diameter exceeds the critical detonation diameter and a photosensitive explosive, using a collimator, and the diameters ⌀ of the LI rays formed by the collimator and the distance x between them are related mathematically with the minimum energy Q of the LI light pulse that initiates detonation of the photosensitive explosive, and the time t before the detonation of the explosive is t = f (Q, x, ⌀), the LI rays formed by the collimator are supplied in a direction perpendicular to the surface of the initiated photosensitive explosive and symmetrically with respect to the geometric center of the collimator. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве коллиматора используют перфорированные пластины, по крайней мере, с 4-мя отверстиями из непрозрачного для ЛИ материала с диаметром, равным диаметру выходящего из коллиматора луча ЛИ, и размещенными с шагом от 1-4 диаметров выходящего из коллиматора луча ЛИ, расположенными симметрично относительно геометрического центра коллиматора.2. The method according to p. 1, characterized in that as a collimator use perforated plates with at least 4 holes of opaque material for the laser beam with a diameter equal to the diameter of the laser beam emerging from the collimator, and placed in increments of 1 -4 diameters of the LI beam emerging from the collimator, located symmetrically with respect to the geometric center of the collimator. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве коллиматора используют пучок световодов, состоящий, по крайней мере, из 4-х световодов с диаметром, равным диаметру выходящего из коллиматора луча ЛИ, и размещенных с шагом от 1-4 диаметров выходящего из коллиматора луча ЛИ, при этом все световоды размещают перпендикулярно поверхности инициируемого светочувствительного ВВ и симметрично относительно геометрического центра коллиматора. 3. The method according to claim 1, characterized in that a beam of optical fibers is used as a collimator, consisting of at least 4 optical fibers with a diameter equal to the diameter of the LI beam emerging from the collimator, and placed in increments of 1-4 diameters outgoing from the collimator beam LI, while all the optical fibers are placed perpendicular to the surface of the initiated photosensitive explosive and symmetrically with respect to the geometric center of the collimator.
RU2015101394/03A 2015-01-19 2015-01-19 Method for initiation of light-sensitive explosive with light pulse of laser radiation RU2580333C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015101394/03A RU2580333C1 (en) 2015-01-19 2015-01-19 Method for initiation of light-sensitive explosive with light pulse of laser radiation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015101394/03A RU2580333C1 (en) 2015-01-19 2015-01-19 Method for initiation of light-sensitive explosive with light pulse of laser radiation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2580333C1 true RU2580333C1 (en) 2016-04-10

Family

ID=55794028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015101394/03A RU2580333C1 (en) 2015-01-19 2015-01-19 Method for initiation of light-sensitive explosive with light pulse of laser radiation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2580333C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116659405A (en) * 2023-07-28 2023-08-29 北京理工大学 Explosive detonation critical diameter measurement system and measurement method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3812783A (en) * 1972-08-03 1974-05-28 Nasa Optically detonated explosive device
US4183664A (en) * 1976-09-23 1980-01-15 Raytheon Company Optical apparatus
SU1413415A1 (en) * 1987-04-02 1988-07-30 Институт электроники АН БССР Method of determining diameter of holes
RU2089843C1 (en) * 1995-05-25 1997-09-10 Институт горного дела Дальневосточного отделения РАН Device for transmission of laser pulses to optical detonators
RU2107256C1 (en) * 1997-08-27 1998-03-20 Олег Михайлович Денисов Method of initiation of charges

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3812783A (en) * 1972-08-03 1974-05-28 Nasa Optically detonated explosive device
US4183664A (en) * 1976-09-23 1980-01-15 Raytheon Company Optical apparatus
SU1413415A1 (en) * 1987-04-02 1988-07-30 Институт электроники АН БССР Method of determining diameter of holes
RU2089843C1 (en) * 1995-05-25 1997-09-10 Институт горного дела Дальневосточного отделения РАН Device for transmission of laser pulses to optical detonators
RU2107256C1 (en) * 1997-08-27 1998-03-20 Олег Михайлович Денисов Method of initiation of charges

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116659405A (en) * 2023-07-28 2023-08-29 北京理工大学 Explosive detonation critical diameter measurement system and measurement method
CN116659405B (en) * 2023-07-28 2023-10-13 北京理工大学 Explosive detonation critical diameter measurement system and measurement method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Montgomery Two decades of progress in understanding and control of laser plasma instabilities in indirect drive inertial fusion
Esarey et al. Self-focusing and guiding of short laser pulses in ionizing gases and plasmas
Mangles et al. Self-injection threshold in self-guided laser wakefield accelerators
Di Piazza et al. Strong signatures of radiation reaction below the radiation-dominated regime
Gibbon et al. Short-pulse laser-plasma interactions
Batani et al. Physics issues for shock ignition
Schumaker et al. Ultrafast electron radiography of magnetic fields in high-intensity laser-solid interactions
Swantek et al. Collapse of void arrays under stress wave loading
Cristoforetti et al. Time evolution of stimulated Raman scattering and two-plasmon decay at laser intensities relevant for shock ignition in a hot plasma
Shiraishi et al. Laser red shifting based characterization of wakefield excitation in a laser-plasma accelerator
CN103745760A (en) All-optical laser plasma accelerator-based Gamma ray source
RU2580333C1 (en) Method for initiation of light-sensitive explosive with light pulse of laser radiation
Kirkwood et al. Observation of Saturation of Energy Transfer between Copropagating Beams<? format?> in a Flowing Plasma
US8082844B1 (en) Acoustic crystal explosives
Sampayan et al. Beam-target interaction experiments for multipulse bremsstrahlung converters applications
RU2286631C1 (en) Method for pumping photodissociation laser, method and device for adjusting photodissociation laser, laser system built around photodissociation lasers, method and device for controlling laser system built around photodissociation lasers
RU2730909C1 (en) Shock wave generator of explosive type
Bolkhovitinov et al. Crater formation in a target under the action of a high-power laser pulse
Kucera et al. Experimental Determination of Acceleration of Explosively Driven Metal by Photonic Doppler Velocimetry in the Process of Explosive Welding
Malka Laser Wakefield Acceleration of Electrons
Oleshko et al. The Threshold Phenomena in Pentaerythritol Tetranitrate, Initiated by Powerful Electron Beam
Sobolev et al. Laser initiation of photosensitive explosive composites
Schnell et al. Betatron radiation based measurement of the electron-beam size in a wakefield accelerator
Takayama et al. Explosion in Gases
RU2654880C1 (en) Method of the specific energy determination necessary for the hazardous asteroid destruction by nuclear explosion

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190120

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20191108