تحقیقات تجربی در مورد تشخیص پمپ دستگاه های لیزری با شدت بالا در حال پیشرفت کلیدی است!

به خوبی شناخته شده است که سینتیک واکنش مواد حاوی انرژی یک عامل کلیدی در تعیین خواص انفجار و ایمنی است، اما پیچیدگی فرآیند واکنش و فقدان ابزار آزمایشی همچنان یک چالش کلیدی برای تحقیقات تجربی و مدل‌سازی دقیق است. به منظور پیش‌بینی دقیق انفجار و خواص ایمنی مواد حاوی انرژی، روشن کردن مکانیسم‌های واکنش و فرآیندهای جنبشی آنها بسیار مهم است.
از سوی دیگر، آزمایش‌های پمپ-کاوشگر بر روی دستگاه‌های لیزری بزرگ، انواع ترکیبات بار و پروب انعطاف‌پذیر را برای مطالعه سینتیک واکنش و فرآیندهای جنبشی مواد منفجره قوی در مقیاس مکانی و زمانی بزرگ ارائه می‌دهند.
در یک بررسی اخیر منتشر شده در Energetic Materials Frontiers، گروهی از محققان از چین به تشریح تحقیقات، روش‌های آزمایشی پیشرفته پمپ-کاوشگر و پیشرفت‌ها در دستگاه‌های لیزری بزرگ پرداختند.
در میان یافته‌ها، تیمی از دانشمندان نتایج اولیه‌ای را در مورد انفجارهای هیپرمحرک، تصویربرداری پرنده پویا، پراش پرتو ایکس مواد منفجره پویا و پویایی حالت برانگیخته ارائه کردند. علاوه بر این، آنها روش‌هایی را برای مطالعه تغییر شکل داخلی، انتقال فاز و دینامیک فوق سریع تحت بارگذاری دینامیکی با وضوح مکانی و زمانی بالا ترسیم می‌کنند که این پتانسیل را دارد که پیچیدگی دینامیک واکنش انفجاری را آشکار کند.
این آزمایش‌ها یک چالش بزرگ را نشان می‌دهد، زیرا توسعه نسل جدیدی از تشخیص‌های درجا تا طول میلی‌متر بسیار مهم است.» ژن بای چو، نویسنده اول مقاله، گفت.
هدف نهایی آزمایش‌های پمپ-کاوشگر با ترکیب کاوشگرهای نوری و اشعه ایکس (یا ذرات دیگر)، دستیابی به تصویربرداری فمتوثانیه‌ای از واکنش‌های شیمیایی در سطوح و رابط‌های مواد یا مدفون در نمونه‌های فشرده با وضوح فضایی در مقیاس اتمی است.
نویسندگان چهار مرحله کلیدی را شناسایی کردند:
اول، مواد منفجره با اندازه میکرون، محدوده فشار قابل تنظیمی را از اشتعال کم فشار تا انفجارهای پرمحرک لیزری هدایت می کنند.
دوم، تصویربرداری پرتو ایکس گذرا با وضوح بالا امکان مطالعه تکامل ریزساختاری مواد منفجره پرانرژی را تحت بارگذاری دینامیکی فراهم می‌کند، که برای بهینه‌سازی عملکرد فویل‌های انفجاری و برای طراحی دستگاه‌های آغازگر جدید و قابل اعتماد مهم است.
سوم، ساختار کریستالی، کسر فاز، اندازه ذرات و محصولات واکنش شیمیایی مواد منفجره تحت بارگذاری دینامیکی عوامل مهمی در درک مکانیسم انفجار مواد منفجره هستند.
در نهایت، طیف‌سنجی لیزری فوق سریع امکان مطالعه تغییرات ساختاری، هندسی و شیمیایی را تحت تحریک الکترونیکی یا ارتعاشی فراهم می‌کند.
چو نتیجه‌گیری می‌کند: «با نگاهی به آینده، آزمایش‌های کاوشگر پمپ را می‌توان برای مطالعه واکنش‌های پیچیده شامل واکنش‌های شیمیایی و اثرات جفت شدن موج ضربه‌ای برای به دست آوردن بینشی در مورد شکستن/تشکیل پیوند، جمعیت‌های انرژی محلی و توزیع مجدد آن‌ها، تغییرات ساختاری و استوکیومتری، جداسازی فاز، استفاده کرد. و دینامیک تحت بارگذاری دینامیکی. ''