ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕЛКОМАСШТАБНЫХ (1-100 мкм) НЕОДНОРОДНОСТЕЙ В СРЕДАХ С УДАРНЫМИ И ДЕТОНАЦИОННЫМИ ВОЛНАМИ

 

М.Г.Федотов, Институт ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН, Новосибирск, Россия

 

К настоящему времени продемонстрированы возможности  синхротронного излучения при исследовании микроскопических (единицы-сотни  нанометров, малоугловое рассеяние) и макроскопических (более 1 мм,  теневая рентгенография) неоднородностей в зонах ударных и детонационных волн.  Однако разработанные методики не позволяют исследовать множественные  неоднородности промежуточного масштаба (с размерами 1-100 мкм, характерными для  смесевых и порошкообразных ВВ, композитных материалов и т.д.), поскольку они  практически не рассеивают рентгеновское излучение, дают  многочисленные наложения и имеют низкую контрастность.

В то же время множество подобных неоднородностей порождает дополнительную компоненту в пространственном шуме теневого изображения (а при движении или деформации - и во временном шуме). Эта компонента  несет определенную информацию и позволяет при достаточной статистической  достоверности изображения и наличии какой-либо дополнительной информации  определять концентрации неоднородностей, их распределения по размерам,  структуре, ориентации, т.д.

При исследовании быстропротекающих процессов (в отличие от статических  экспериментов) данная компонента конкурирует с другой, порожденной квантовым  шумом, и маскируется ею. Соответственно были выполнены оценки соотношений этих  двух компонент шума в приближении сферических неоднородностей (частиц,  пузырьков). 

Оценки были выполнены для источника СИ накопителя ВЭПП-3. В частности  показано, что интенсивность излучения данного источника  достаточна для регистрации изменений в спектральной плотности  пространственного шума при характерных размерах частиц  50-100 мкм и более (концентрация менее 10% от максимальной;  матрица - типовое ВВ со слоем поглощения 1г/см²). Рассмотрены также возможности современных детекторов по регистрации  изображений быстропротекающих процессов с необходимым уровнем  пространственного разрешения и шума.

 

Федотов Михаил Геннадьевич fedotov@inp.nsk.su

ИЯФ им. Будкера СО РАН, пр. Лаврентьева 11, 630090, Новосибирск