חידושים בחקר חומרים אנרגטיים ובמיקום פיצוצים תת-קרקעיים

בכתב העת Journal of Thermal Analysis and Calorimetry פורסם (18/12/2025) מאמר, המתאר מחקר בנושא השפעת קטליזטורים חד-אטומיים מבוססי ברזל על שחרור החום והשריפה של אמוניום ניטראט.

כל החוקרים החתומים על המאמר סיניים: מהמעבדה המרכזית הלאומית לחומרים אנרגטיים, מכון המחקר לכימיה מודרנית של שיאן; מבית הספר להנדסת חומרי אנרגיה וכימיה, אוניברסיטת חפיי; ומהמעבדה המרכזית הלאומית לחומרים אנרגטיים, במכון המחקר לכימיה מודרנית של שיאן.

עם הפיתוח המתמשך של חומרי דלק מוצקים מרוכבים, חומרים מרוכבים באנרגיה גבוהה ושחרור מבוקר תמיד היו הבחירה האידיאלית. כיום, כדלק בעל אנרגיה גבוהה, אמוניום ניטראט משמש באופן נרחב בדלקים מוצקים, במיוחד בתחומים צבאיים ותעופה וחלל, והוכח כמשפר משמעותית את ביצועי חומרי הנפץ ההודפים (Propellants).

במחקר סונתזו שני סוגי זרזים מבוססי ברזל, וכדי לחקור את השפעתם על ביצועי הפירוק התרמי של אמוניום ניטראט נערכו שני סוגי בדיקות.

תחילה הוערכה אנרגיית ההפעלה של אמוניום ניטראט. לאחר מכן הוספו הזרזים, נבדקה שוב אנרגיית ההפעלה של אמוניום ניטראט, ונמצא שהיא ירדה משמעותית. ההשפעה הקטליטית של אחד הזרזים על אמוניום ניטראט הייתה גבוהה משמעותית מזו של השני.

תוצאות ומסקנות
שימוש בזרזים לקידום תגובות הפירוק והבעירה של אמוניום ניטראט נמצא כגישה יעילה: אלו יכולים להפחית את אנרגיית ההפעלה של פירוק אמוניום ניטראט, ולאפשר פירוק מהיר בטמפרטורות נמוכות תוך שיפור יעילות הבעירה.

זרזים, המכילים מרכזים פעילים דו-מתכתיים של ברזל וקובלט, עשויים להראות ביצועים טובים יותר בשיפור יעילות הבעירה של אמוניום ניטראט ובשליטה בקצב הבעירה.

האפקט הסינרגטי של זרזים אלו סייע להשיג תהליך בעירה אחיד ובר-שליטה יותר באמוניום ניטראט, ובכך שיפר את תפוקת האנרגיה ואת ביצועי הדלק הכוללים.

לזרזים מבוססי הברזל, שבהם נעשה שימוש במחקר, יש ערך מחקרי משמעותי ואפשרויות יישום משמעותיות לשיפור ביצועי דלקים מוצקים מבוססי אמוניום ניטראט.

בכתב העת Archives of Civil and Mechanical Engineering פורסם (14/12/2025) מאמר על שיטת מיקום מקור הפיצוץ המבוססת על תגובת רטט של מבנה תת-קרקעי.

המחקר המתואר במאמר בחן תגובות רטט מבניות במיקומי מקור פיצוץ שונים באמצעות בדיקות מודלים וסימולציות נומריות כדי לשפר את יכולות החישה בזמן אמת ואת זיהוי מיקום פיצוצים בהנדסת תת-קרקע.

במחקר נעשה שימוש באלגוריתם מיקום חדשני, המנצל את הפרשי המומנטים של האצת שיא. הדיוק של האלגוריתם אומת באמצעות בדיקות מודל ותוצאות נומריות.

הממצאים הראו מתאם בין עלייה במרחק לבין ירידה בתאוצת השיא, אך מתאם שלילי נצפה רק במרחקים קצרים מאוד. 

סימולציות נומריות אישרו כי זמן שיא האצת הרטט ומרחק מקור הפיצוץ מציגים קורלציה ליניארית חיובית חזקה. ככל שההפרש במרחקים היה גדול יותר, כך הפרש הזמן בתאוצת השיא גדל יותר.

המידע מסתמך על פרסומים שהופיעו בקבוצות ה-LinkedIn שאני מנהל: Explosives / Blasting (Energetic Materials) OSH ו-Fireworks and Pyrotechnics OSH.