Кинетическая зависимость взрывного свечения - Кинетические закономерности взрывного свечения азида серебра

Одним из основных результатов экспериментальных исследований, являются полученные осциллограммы взрывного свечения, фиксируемого при помощи специальной методики наблюдения из зоны воздействия импульса. Данные осциллограммы дают наиболее достоверную информацию о кинетике развития взрывного разложения. Показано [14, с. 70], что при более чем двух кратном превышении порога инициирования зарождение реакции в зоне воздействия лазерного импульса происходит практически гомогенно, а момент изменения фазового состояния вещества близок к максимуму свечения из зоны воздействия. Таким образом, данное свечение является свечением еще твердого образца и отражает кинетику развития реакции.

В случае внутризонной люминесценции скорость генерации горячих дырок будет пропорциональна скорости разветвления цепи. Поэтому, нормированная на амплитуду интенсивность свечения равна квадрату отношения концентрации дырок к их максимальному значению:

. (7)

кинетическая зависимость взрывного свечения ас в относительных единицах. 1 - инициирующий импульс, 2 - эксперимент, 3 - расчет

Рисунок 1 Кинетическая зависимость взрывного свечения АС в относительных единицах. 1 - инициирующий импульс, 2 - эксперимент, 3 - расчет

Полученное выражение позволяет по известной кинетической зависимости концентрации дырок рассчитать кинетическую зависимость взрывного свечения.

Обратная кинетическая задача решалась следующим образом. В начале система уравнений (1) решалась численно при заданном превышении порога инициирования с использованием метода Рунге-Кутта 5-го порядка с переменным шагом по времени и относительной погрешностью на шаге интегрирования не более 10-9. Далее методом линейной интерполяции вычислялись значения нормированной интенсивности свечения в моменты времени, соответствующие имеющемуся цифровому сигналу. После этого на отрезке от момента времени, соответствующему 5% амплитуды сигнала на его переднем фронте, до максимума сигнала (ориентировочный момент разрушения образца), вычислялась сумма квадратов отклонений экспериментальной зависимости от теоретической. Сумма квадратов отклонений минимизировалась методом Нелдера-Мида при варьировании параметров модели, в качестве которых выступали константа рекомбинации и безразмерный коэффициент.

Константа скорости бимолекулярной реакции не варьировалась, так как было установлено при решении прямой задачи, что ее значение определяет порог инициирования, тогда как вид кинетических зависимостей реагентов при заданном превышении порога инициирования практически не меняется при ее вариации.

Результат обработки одной из осциллограмм приведен на рис. 1. Значения варьируемых параметров, полученных при обработке 30 осциллограмм взрывного свечения составили: = (5 ± 1)*107 с-1, = 140 ± 20. Полученные параметры согласуются с приведенными ранее априорными оценками и значениями, полученными при обработке других экспериментальных зависимостей [5, с. 77].

Похожие статьи




Кинетическая зависимость взрывного свечения - Кинетические закономерности взрывного свечения азида серебра

Предыдущая | Следующая