РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Зачем нужно облучать ракетное топливо

Сибирские ученые выяснили, что радиационная обработка полимеров позволяет существенно ускорить получение качественного ракетного топлива.
Зачем нужно облучать ракетное топливо

Специалисты Института химии твердого тела и механохимии СО РАН и Федерального научно-производственного центра «Алтай» провели на промышленном ускорителе ИЛУ-6 серию экспериментов по радиационно-химической модификации полимера, который выполняет функцию связующего агента между различными компонентами в твердотопливных ракетных двигателях. Исследования показали, что радиационная обработка сокращает время вулканизации (склеивания) данного полимера на 30 % — такое усовершенствование технологического процесса может не только ускорить производство ракетного топлива, но и сделает его эксплуатацию более безопасной. Результаты были опубликованы в журнале «Химия в интересах устойчивого развития». 

При производстве ракетного топлива полимеры используются в качестве связующего вещества. «Твердотопливные ракетные двигатели почти как булочки с изюмом, — объясняет главный научный сотрудник, заведующий лабораторией ИХТТМ СО РАН доктор химических наук Борис Петрович Толочко. — Только в качестве теста у нас полимер, а вместо изюма — взрывчатка, которая работает в качестве горючего, и другие компоненты топлива. Как жидкое тесто заливают в формы для выпечки, так и растворенный полимер заливают в специальные формы вместе с частицами взрывчатки и другим "изюмом" микроскопических размеров. Далее запускается процесс вулканизации ("сшивки") полимера, который длится десятки дней. Для этого используются специальные вещества-инициаторы, и высокая температура». 

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

По словам ученого, при изготовлении ракетного топлива принципиально важно распределить частицы взрывчатки равномерно по всему объему материала. Однако за время вулканизации компоненты могут расслоиться или, наоборот, осесть, в результате чего характеристики топлива резко ухудшаются.

Радиационная обработка полимеров с целью улучшения их свойств — это один из первых примеров использования радиации в промышленности в принципе: облучать автомобильную резину для ускорения вулканизации начали еще в 1920-х годах. На сегодняшний же день радиационные технологии применяются в самых разных областях производства.

Исследователи во главе с заведующим лабораторией ФНПЦ «Алтай» кандидатом технических наук Петром Ивановичем Калмыковым провели серию экспериментов по облучению образцов полимера на промышленном ускорителе ИЛУ-6 в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН. «Воздействие излучения приводит к разрывам внутримолекулярных связей в полимере, — комментирует Борис Толочко. — Поэтому мы фактически получаем уже не молекулы, а радикалы со свободными связями, которые активно вступают в реакцию и успешно "сшиваются" ("склеиваются") между собой». Ученые установили, что заранее облученные полимеры вулканизируются на 30 % быстрее. Теоретически этот процесс можно ускорить еще больше. Для этого достаточно увеличить дозу облучения, что приведет к увеличению разрывов внутримолекулярных связей и увеличению концентрации радикалов. 

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Сотрудница ФНПЦ «Алтай»  Евгения Артемова готовит образцы полимера    для облучения на промышленном ускорите ИЛУ-6
Сотрудница ФНПЦ «Алтай» Евгения Артемова готовит образцы полимера для облучения на промышленном ускорите ИЛУ-6 Борис Толочко

«ИЯФ СО РАН уже более 40 лет занимается разработкой и производством промышленных ускорителей, — рассказывает заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН кандидат технических наук Александр Альбертович Брязгин. — Мы производим ускорители, которые используются для проведения самых разных процессов: от облучения изоляции проводов до стерилизации медицинских изделий и пастеризации продуктов питания. Все они отличаются друг от друга только параметрами пучка, хотя и используются в настолько далеких друг от друга областях. Энергия пучка определяет глубину проникновения, ток пучка — скорость обработки, и наша задача здесь состоит только в том, чтобы эти параметры обеспечить».

Материал предоставлен порталом «Наука в Сибири»

Загрузка статьи...