TATB (1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzeen) is een belangrijke explosieve verbinding vanwege het uitgebreide gebruik ervan in munitie en wereldwijde wapensystemen. Ondanks het belang ervan hebben onderzoekers de afgelopen vijftig jaar geprobeerd de reactie op extreme temperaturen te begrijpen.

Een team van het Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) heeft een nieuw thermisch ontledingstraject voor TATB ontdekt dat een aanzienlijke invloed heeft op computermodellen die de energieafgifte en het thermische gedrag van TATB en mogelijk andere ongevoelige explosieven (IHE's) voorspellen. Het onderzoek verschijnt in Propellants, Explosives, Pyrotechnics .

TATB wordt algemeen gezien als de meest stabiele IHE, omdat het niet gemakkelijk tot ontploffing kan worden gebracht door externe stimuli. Het ondergaat niet de thermische reeks van deflagratie tot detonatie (DDT), die uniek is onder explosieven. Er is een goede detonatieketen nodig om te kunnen initiëren, dus het hanteren van het materiaal is relatief vrij van onbedoelde ontstekingen als de juiste veiligheidsmethoden worden gevolgd.

Eén aspect van deze veiligheidsenvelop is de manier waarop het materiaal reageert op extreme temperaturen; of dit materiaal gevoeliger wordt en niet langer veilig te hanteren is bij blootstelling aan abnormale thermische omgevingen.

"Ons doel met dit project was om het gedrag experimenteel te begrijpen om computationele modellen te construeren die het gedrag voorspellen onder alle thermische blootstellingsomstandigheden", zegt LLNL-wetenschapper Keith Morrison, co-auteur van het werk.

De studie heeft een nieuw inzicht in de afbraak van IHE opgeleverd en legt de basis voor het koppelen van complexe moleculaire processen aan kinetische en thermodynamische metingen van IHE.

"Deze nieuwe ontledingsreactie van TATB wordt traditioneel over het hoofd gezien in de literatuur, en onze studie benadrukt nieuwe moleculaire routes die optreden als IHE boven zijn stabiliteitslimiet wordt verwarmd", zegt LLNL-wetenschapper John Reynolds, tevens co-auteur. "Deze routes kunnen helpen de fysiochemische eigenschappen van huidige en toekomstige IHE-verbindingen te beperken, waardoor gedrag kan worden voorspeld en veilig kan worden omgegaan met energetische materialen."

Meer informatie: Keith D. Morrison et al, TATB thermische ontleding:uitbreiding van het moleculaire profiel met cryogerichte pyrolyse GC-MS, Stuwgassen, explosieven, pyrotechniek (2024). DOI:10.1002/prep.202300268

Geleverd door Lawrence Livermore National Laboratory