洛斯阿拉莫斯国家实验室 在发射控制室里，博士后研究员尼古拉斯·莱斯(右)在爆炸技师玛利亚·坎贝尔开了一枪后，递给研发工程师内森·伯恩赛德(中)，一个用来传输数据进行分析的闪存盘
炸药科学家弗吉尼亚·麦登(左)记笔记
莱思、坎贝尔和马汀来自实验室的高能炸药科学与技术组，而伯恩赛德来自爆炸科学与技术组
信用:洛斯阿拉莫斯国家实验室 在一项具有统计学意义的大型独一无二的研究中，洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员证实，这种被称为PETN的炸药(季戊四醇四硝酸酯)用多糖涂层稳定，能够抵抗粒子形状、大小和结构的变化，这些变化会随着时间的推移降低雷管的性能
洛斯阿拉莫斯高能材料科学家早就知道并研究了多糖涂层的好处
“PETN是一种常见的起爆炸药，广泛用于商业雷管和美国
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洛斯阿拉莫斯的高能材料化学家、该项研究的项目负责人弗吉尼亚·芒廷说:“我们很难确切地显示出它对老化的反应。”
这一切都始于约三年前《风尚》和丹尼尔·普雷斯顿之间的一次简单对话
当时，普雷斯顿是实验室爆炸科学与技术小组的研发工程师，正在努力研究如何创建一个将PETN老化与雷管性能联系起来的综合研究
“因此，我们在洛斯阿拉莫斯召集了几个小组和部门，进行了一项非常大规模的研究，将我们和其他人对PETN稳定性的所有疑问抛诸脑后，”梅德说
雷管是小型装置，通常用于引爆大型炸药
这些稳定的爆炸材料需要一个“踢”来引发爆炸，一个超过特定速度和能量的冲击波
雷管的工作是将输入信号(通常是电信号或冲击信号)转换成高压冲击输出
他们需要以非常高的可靠性、准确性和安全性来做到这一点，即使在不利的环境中进行了多年的现场服务
雷管设计者依赖于爆炸材料，这种材料能够经受住老化的影响，对性能的影响最小
装有40毫克PETN的雷管起爆的高速视频(每秒39，000帧)，装在丙烯酸支架中
信用:洛斯阿拉莫斯国家实验室 这项研究发表在科学杂志《推进剂、炸药、烟火》上
在过去30年里，洛斯阿拉莫斯和其他机构对老化过程中的PETN稳定性进行了许多研究，但与生产可变性和可用雷管数量相关的挑战阻碍了具有统计意义的测试数据的收集
为了解决这一难题，研究小组用不同的稳定剂处理了PETN的单一来源(足以填充2，000个雷管)，对生成的雷管进行了热老化，分析了粉末特性，并用具有统计学意义的样本量测试了雷管的功能
这份特别文件中强调的研究包括实际引爆大约400个这种雷管和对材料的其他询问，以更好地了解其物理特性
实验室高能炸药科学与技术小组的科学家尼克·雷瑟说:“我们使用了两种稳定剂，多糖和三聚糖，对同一批PETN粉进行了研究，这两种稳定剂已经使用了几十年。”
多糖是由单糖组成的大分子，如葡萄糖
TriPEON是化学物质三季戊四醇八硝酸酯，一种常见的爆炸稳定剂
根据另一个合作者杰夫·布朗的说法，“PETN是作为一种自由流动的粉末，在75℃下在改进的爆炸桥丝雷管中老化一个月
然后使用高分辨率成像以及粒度和表面积分析技术对粉末进行化学分析
" 此外，“在一系列电压下评估雷管性能，以确定点燃雷管所需的能量，也称为阈值电压
输出的时间也是经过测量的，”内森·伯恩赛德说，他是爆炸科技集团的一名研发工程师
研究结果表明，老化显著改变了不稳定PETN的表面积和粒度，导致雷管作用时间增加
“我们通过功能时间来监控雷管的健康状况，功能时间是指从雷管中最初的桥丝爆炸(引发PETN)到最终在雷管输出端产生电击所需的时间
普雷斯顿说:“这一事件应该尽可能迅速，时间的增加表明雷管的健康状况正在恶化。”
用三聚体稳定的粉末在作用时间上显示出不太明显的增加，而用多糖稳定的粉末没有显示出老化效果，尽管高温老化
“我们已经表明，用多糖涂层稳定的PETN在高温老化过程中，无论是在自由流动的粉末中，还是压制成低密度商业制备的雷管芯块中，粉末特性都几乎没有变化，”莫兰说
“有趣的是，测量的阈值电压似乎不受老化过程中粉末中发生的粗化的影响，即使是不稳定的粉末
更长期的研究正在进行，以确定这是否会继续成为一种趋势
" 为了证明实验室致力于在当前大流行期间完成其核心任务，该项目在新冠肺炎的限制下完成
因为衰老研究是时间敏感的，研究小组的几名成员被特别批准到现场，并在实验室工作，使用社交距离和口罩，以及一丝不苟的卫生
他们每天进行25至50次爆炸测试，拆卸大约30个雷管，并对数百个零件进行成像
进一步的工作正在进行，以探索不同温度和更长时间老化的影响
洛斯阿拉莫斯的团队由来自炸药科学与技术、爆炸科学与技术、中子科学与技术以及核安全生产集成小组的科学家和工程师组成
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