الولايات المتحدة: تؤدي الطريقة المشتقة من الأدوية إلى تصنيع مواد شديدة الانفجار أكثر أمانًا ويمكن التنبؤ بها
قام الباحثون في مختبر لورانس ليفرمور الوطني (LLNL) بتحديث تصنيع المواد شديدة الانفجار (HE) من خلال تكييف عملية البثق والكروية. إنها تقنية خاضعة لرقابة الجودة مستعارة من صناعة الأدوية لإنتاج متفجرات شديدة الارتباط بالبلاستيك (PBXs). يستخدم تصنيع PBX عملية قديمة تسمى طلاء الملاط. في هذه العملية، يتم خلط البلورات المتفجرة بمادة رابطة بوليمرية لتكوين حبيبات صغيرة، تُعرف باسم الحبيبات، والتي يتم ضغطها بعد ذلك إلى أجزاء كثيفة. فهو يسبب تناقضات كبيرة من دفعة إلى أخرى، وفي عالم الأسلحة النووية، يعد عدم الاتساق مسؤولية كبيرة. يعتمد الأداء الميكانيكي وسلوك التفجير لـ PBX على السمات الهيكلية مثل حجم الجسيمات وشكلها ومساميتها، وليس فقط على تركيبها الكيميائي. “في عالم مثالي، سيبدأ تطوير نظام PBX جديد بمتطلبات محددة بوضوح للبدء والأداء والسلامة والخصائص الميكانيكية، وبعد ذلك سنعمل بشكل عكسي لتقديم منتج مؤهل بطريقة سريعة الاستجابة،” أشار كايل سوليفان، الباحث الرئيسي في مشروع MAHEM. وأضاف سوليفان: “لن يلبي منتجنا جميع المتطلبات فحسب، بل سيتم توضيح المواصفات بوضوح مع الثقة في الحدود المحددة والمسار للتوسيع الموضوع بشكل منطقي. وفي الواقع، هذا بعيد كل البعد عن الحال اليوم”. عملية التصنيع تم استخدام البثق الكروي لتصنيع حبيبات موحدة شديدة الانفجار. لاختبار هذه التقنية بأمان، قام الباحثون بتعديل جهاز الطارد وجهاز الكروي للتشغيل عن بعد داخل مرفق تطبيقات المتفجرات العالية التابع لـ LLNL. تم استخدام تركيبة وهمية منخفضة المخاطر مكونة من 95% مادة شديدة الانفجار غير حساسة و5% بوليمر رابط لتقليل مخاطر الحوادث أثناء تقييم دقة النظام. تبدأ العملية بخلاط طرد مركزي كوكبي لمزج المسحوق المتفجر مع مادة رابطة مذابة في المذيبات، لإنتاج طلاء قابل للتشغيل بقوام رملي حركي. يتم دفع هذا الخليط من خلال الطارد لتشكيل أسطوانات صغيرة تشبه الرش، والتي يتم بعد ذلك وضعها في غرفة تدور بسرعة لتدويرها إلى جزيئات شبه كروية. وأخيرًا، يتم تحليل الحبوب الناتجة بدقة باستخدام تقنيات التصوير المتقدمة. ومن ثم يتم الضغط عليها في أجزاء اختبار أسطوانية لقياس الكثافة وقوة الضغط، وربط بنية الحبيبات بنجاح مباشرة بالأداء النهائي. تطورات الأتمتة من خلال الاختبار، تم تحديد أن خليط المذيبات المكون من 75% من أسيتات البروبيل و25% من أسيتات البوتيل ينتج أقوى الأجزاء المضغوطة. لكن الأداء الميكانيكي النهائي كان مدفوعًا في المقام الأول بحجم الحبيبات وشكلها بدلاً من التركيب الكيميائي للمذيب. لقد أظهر أن الهندسة الفيزيائية مهمة أكثر من تنوع المذيبات. حتى مع ترقية المستحضرات الصيدلانية، كانت التجارب المبكرة تتطلب عملية شاقة وعملية على دفعات. كان على العلماء إعداد المزيج يدويًا، والخروج من الغرفة لتنفيذ عملية البثق عن بُعد، وإعادة الدخول لتهيئة المعدات لمرحلة التقريب، والخروج من الغرفة مرة أخرى. لكسر هذه الحلقة، لجأت LLNL إلى مجموعة من طلاب الهندسة الميكانيكية في جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا (UCSB). صمم الطلاب نظامًا مستقلاً يسمى SPHERO-EX. لقد حصلت على المركز الأول في مسابقة التصميم الهندسي التي نظمتها جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو، مما يثبت أن الآلة التي تعمل بدون استخدام اليدين يمكنها إنتاج حبيبات شديدة الانفجار بنفس جودة الطرق اليدوية. تعمل الأتمتة على تقليل وقت التوقف عن العمل بين مراحل الخلط والبثق والغزل. ويبعد الإنسان عن منطقة الخطر. الهدف النهائي للفريق هو توسيع نطاق النظام الآلي للدفعات الصناعية الضخمة.
تم النشر: 2026-07-10 16:54:00
