TATB (1,3,5-Triamino-2,4,6-trinitrobenzol) ist aufgrund seiner umfassenden Verwendung in Munition und weltweiten Waffensystemen eine wichtige Sprengstoffverbindung. Trotz seiner Bedeutung versuchen Forscher seit 50 Jahren, seine Reaktion auf Temperaturextreme zu verstehen.
Ein Team des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) hat einen neuen thermischen Zersetzungsweg für TATB entdeckt, der einen erheblichen Einfluss auf Rechenmodelle hat, die die Energiefreisetzung und das thermische Verhalten von TATB und möglicherweise anderen unempfindlichen Hochexplosivstoffen (IHEs) vorhersagen. Die Forschung erscheint In Treibstoffe, Sprengstoffe, Pyrotechnik.
TATB wird weithin als das stabilste IHE angesehen, da es durch äußere Reize nicht leicht zur Explosion gebracht wird. Es unterliegt nicht der thermischen Abfolge von Deflagration und Detonation (DDT), die bei Sprengstoffen einzigartig ist. Zur Auslösung ist eine ordnungsgemäße Detonationskette erforderlich, so dass bei der Handhabung des Materials bei Einhaltung geeigneter Sicherheitsmethoden eine unbeabsichtigte Auslösung relativ sicher ist.
Ein Aspekt dieser Sicherheitshülle ist die Reaktion des Materials auf extreme Temperaturen. ob dieses Material empfindlicher wird und nicht mehr sicher gehandhabt werden kann, wenn es anormalen thermischen Umgebungen ausgesetzt wird.
„Unser Ziel bei diesem Projekt war es, das Verhalten experimentell zu verstehen, um Computermodelle zu erstellen, die das Verhalten für alle thermischen Expositionsbedingungen vorhersagen“, sagte LLNL-Wissenschaftler Keith Morrison, Mitautor der Arbeit.
Die Studie hat ein neues Verständnis der IHE-Zersetzung geschaffen und den Grundstein für die Verknüpfung komplexer molekularer Prozesse mit kinetischen und thermodynamischen Messungen von IHE gelegt.
„Diese neue Zersetzungsreaktion von TATB wurde in der Literatur traditionell übersehen, und unsere Studie zeigt neue molekulare Wege auf, die auftreten, wenn IHE über seine Stabilitätsgrenze hinaus erhitzt wird“, sagte LLNL-Wissenschaftler John Reynolds, ebenfalls Mitautor. „Diese Wege können dazu beitragen, die physiochemischen Eigenschaften aktueller und zukünftiger IHE-Verbindungen einzuschränken, was eine Vorhersage des Verhaltens und einen sicheren Umgang mit energetischen Materialien ermöglicht.“
Mehr Informationen:
Keith D. Morrison et al., TATB thermische Zersetzung: Erweiterung des molekularen Profils mit kryofokussierter Pyrolyse GC-MS, Treibstoffe, Sprengstoffe, Pyrotechnik (2024). DOI: 10.1002/prep.202300268