炸药化学爆炸环境中模拟钚气溶胶源项实验研究

摘要

采用高密封爆炸容器为实验平台,以银、钨、锡、铈、钒5种金属为钚的替代材料,开展爆轰加载条件下金属材料气溶胶源项实验,对炸药化学爆炸事故条件下钚气溶胶源项开展实验模拟研究.利用8级冲击式气溶胶采样器对金属气溶胶进行间隔采样,采用电感耦合等离子体质谱分析方法对空气动力学直径10 μm以下的5种金属气溶胶源项分布进行分析,并与美国钚气溶胶外场扩散实验结果进行对比.研究结果表明:金属银在实验室条件下可实现对钚气溶胶源项的模拟,其归一化积累质量分布与钚材料具有较高的一致性,其他4种材料均与钚差距较大.进一步对银气溶胶进行时间间隔采样,并通过能谱分析及扫描电镜等表征手段研究了银气溶胶源项随时间的演化特性.结果表明:爆轰后初次采样时,1.1 ～2.1 μm粒径范围的银气溶胶含量最高;二次采样时,银气溶胶发生了显著的凝并和沉降.