要約：
Pentaerythritol Tetranitrate（PETN）は、優れた爆発特性を備えた広く使用されている二次爆発物です。ただし、特定の条件下では、PETNは爆発の失敗や爆発の遅延の失敗を含む異常な行動を示すことができます。これらの問題に対処するために、PETN爆発の故障の根底にある基本的なメカニズムを調査するために、包括的な一連の原子論的シミュレーションを実施しました。私たちのシミュレーションは、ボイドや脱臼などの欠陥の存在が、局所的な応力分布を変更し、ホットスポットの形成を促進することにより、PETNの爆発挙動を大幅に変えることができることを明らかにしています。これらの調査結果は、PETNの故障メカニズムに関する重要な洞察を提供し、実際のアプリケーションでの安全性とパフォーマンスを改善するためのガイダンスを提供します。
はじめに：
PETNは、その高い爆発速度、低感度、環境への親しみやすさのために、軍事、鉱業、および産業用途で一般的に使用される強力な二次爆発物です。その広範な使用にもかかわらず、PETNには欠点がないわけではありません。弱い開始や非理想的な閉じ込めにさらされた場合など、特定の条件下では、PETNは爆発を爆発させたり、遅延爆発を経験したりする可能性があります。これらの異常は、重大な安全上の危険をもたらし、重要なシナリオでPETNの信頼できる適用を制限します。
方法論：
PETNの爆発障害の背後にあるメカニズムを解明するために、最先端の原子論的シミュレーション技術、特に反応力場と組み合わせた分子動力学（MD）シミュレーションを採用しました。これらのシミュレーションにより、欠陥の存在や温度や圧力の変動など、さまざまな条件下でPETNの微視的挙動を調査することができました。
結果と議論：
欠陥による故障：私たちのシミュレーションにより、ボイドや転位などの欠陥の存在がPETNの爆発挙動に大きな影響を与える可能性があることが明らかになりました。これらの欠陥はストレス濃縮器として機能し、機械的負荷を局所的に拡大し、爆発を引き起こすために重要なホットスポットの形成を促進します。欠陥の密度が増加するにつれて、爆発の故障の傾向も上昇し、非理想的な爆発の可能性が高くなったり、爆発することの完全な失敗さえもたらします。
温度と圧力の影響：PETNの爆発行動に対する温度と圧力の影響も調査されました。一般に、より高い温度と圧力は、化学反応に必要な活性化エネルギーを減らし、爆発波の伝播を強化することにより、より効率的な爆発を支持します。ただし、欠陥の存在は、高温や圧力であっても、これらの効果に対抗する可能性があります。これは、PETNの全体的な爆発性能を統治する際の欠陥の最優先の役割を強調しています。
意味と結論：
私たちの研究は、原子レベルでのPETN爆発の故障メカニズムの包括的な理解を提供します。ボイドや脱臼などの欠陥の存在は、爆発の開始と伝播を妨げる可能性のある重要な要因として現れます。この理解は、これらの欠陥を緩和するための戦略の開発を導き、それにより実際のアプリケーションにおけるPETNの安全性と信頼性を高めることができます。さらに、この作業から得られた洞察は、将来の爆発物と推進剤の設計と最適化を支援し、他のエネルギー材料に拡張できます。
