William C. Davis- Introduction to Detonation Phenomena

8/3/2019 William C. Davis- Introduction to Detonation Phenomena

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TITLE: I NT RODUCT I ON TO

AUTHOR(S):

SUBMITTED

WI l i a m C.

TO: U. S .

DETONAT I ON

Da v i s

PHENOMENA

AW Re s e a r c h Of f i c eWorking Group Meeting on DetonationPhenomena, Menlo Park, CA,Cctober 2 3 - 2 4 , 1 9 7 9

DmclAmEmIF .,.. .*d. M.-l F . ,. . . .. ..,....*-.I . f , . - . . ... . .. . . .. ..* ,* ..- ,1%.-1,,, -.,,, -,------ ~. ,.,, . .s4, , --- . ... - .-. !-. -., ,.- . -1, -1 , .J.. -. .,, ~ , , : :: -. , ,. ...**, ,,,. !-.. ,< ..,. .!, .!, .,. .,.,, ..,.,. - ..z ... . S-. I I . I .- ... ---- . . . . r. ,,-- -. . . .,.!-... J,... . . . . . . . . . . . . . . . . ...!. , ..:.,---- - ..,..-., - .*.:.,, .. , , +, ,, .Vr .,> . -, - .-I,.-.,: ,- ,-,-~f- .- .., ,. ,1..4--,. .--, ...W.-., , ,-, ~ . . .. ,. , -q,,,,,*,,!- .,, - ... . ...-. ~... +.-.j -------- , . . . . . . . .

BY ~e of t hh ut k lo t br publk t lon, t hot ib l ldm r ~ tbeOme.mmoots(lloond l sh tsI nn nw c aw r k htm d t h oQa wmwn t ud I ls w t ho rl ra d= h - t l ~ bvo~k ~ fl~~it LOrOP~UU Inw holo w In por t MM art klo w dor any oopyr l~hloEcu l dby thepub l lsbw.ho k Almaa Bcht ulc Lahaf8t ay q unt s t lw t bopubk bm ldn t uy t lt bor t lok u+ Perfom w dundart heuupk maf t k USEBDA.

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I n t r o d u c t i o n t o De t o n a t i o n Ph e n o me n aI i . C . Da v i s

LAS L

My a s s l g mn e n t I s t o p r o v i d e a n i n t r o d u c t i o n t o d e t o n a t i o n p h e n a n e n a f o rs c i e n t i s t s wh o wo r k i n o t h e r f i e l d s , a n d t o p r o v i d e a b r o a d p e r s p e c t i v e o f o u rf i e l d a s a n I n t r o d u c t i o n t o t h e mo r e s p e c i a l i z e d p a p e r s . I wi l l t r y t o t a k ec a r e o f t h e f i r s t p a r t , a n d h o p e i t s o me h o w s e r v e s f o r t h e s e c o n d p a r t .

Sc l e n t i f I c r e s e a r c h h a s u n d e r s t a n d i n g a s I t s g o a l , a n d u n d e r s t a n d i n g p r o -c ee d s f r o m o b s e r v a t i o n t o h y p o t h e s i s t o d e d u c t i o n t o c omp a r i s o n . L e t s b e g i nwi t h o b s e r v a t i m a n d h y p o t h e s i s .

F i g u r e 1 s h o ws a b l o c k o f e x p l o s i v e d e t o n a t i n g . T h e wa v e s p r e a d s a l mo s tl i k e a Hu y gh e n s c o n s t r u c t i o n . T h e v e l o c i t y o f t h e wa v e i s p r i ma r i l y d e t e r mi n e db y t h e c o mp o s i t i o n a n d d e n s i t y o f t h e e x p l o s i v e , a n d l i t t l e a f f e c t e d b y t h et i me i t h a s r u n , t h e e d g e s , o r t h e wa v e c u r v a t u r e . T h e ma t e r i a l i n f r o n t o ft h e d e t o na t i o n wa v e i s a b s o l u t e l y u n a f f e c t e d , a n d I n p a r t i c u l a r a n o t h e r d e t o na -t i o n wa v e i n i t p r o p a g a t e s i n d e p e n d e n t l y o f t h e f i r s t o n e u n t i l t h e y i n t e r s e c t .T h u s t h e wa v e f r o n t i s t h e mo v i n g s u r f a c e t h a t s e p a r a t e s e x p l o s i v e ma t e r i a l i nmo t i o n f r a n . s t a t i o n a r yma t e r i a l . T h e p r e s s u r e s a r e v e r y h i g h i n s o l i d o r l i q -u i d e x p l o s i v e s , p e r h a p s a f = h u n me d t h o u s a n d a t mo s p h e r e s , o r s we r ~ l t e n s o f6 1 g aPa s c a l s o A t t h e s e h i g h p r e s s u r e s , a r x l t h e t e mp e r a t u r e s a c h i e v e d i n t h ec o mp r e s s i o n , c h e mi c a l r e a c t i o n s p r o c e e d v e r y r a p i d l y . T h e s e o b s e r v a t i o n s sug-g e s t t h a t c mf i n e me n t o f t b ma t e r i a l t h a t a l l o ws t h e r e a c t i o n t o p r o c e e d s of a s t i s p r o v i d e d b y t h e i n e r t i a o f t h e e x p l o s i v e i t s e l f . T h e d i s t i n g u i s h i n gf e a t u r e o f d e t o n a t i a i s s e l f - i n e r t i a l c o n f i n e me n t o f t h e c h e mi c a l r e a c t i o n .De t o n a t i o n s c i e n c e i : t h e s t u d y o f t h i s s p e c i a l i n t e r a c t l o n o f c h e mi s t r y a n dme c h a n i c s .


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F i g u r e 2 i s a d i a g r a m s h o wi n g t h e c o n v e n t i o n a l I d e a o f aT h e d e t o n a t i o n f r o n t i s a s h o c k wa v e , s u p e r s o n i c r e l a t i v e t o

2 .

d e t o n a t i o n wa v e .t h e ma t e r i a l a h e a d

o f i t , s o n o s i g n a l p r e c e d e s i t . Co mp r e s s I o n h e a t s t h e e x p l o s i v e , a n d r a p i dr e a c t i o n e n s u e s . T h e p r e s s u r e f a l l s r a p i d l y i n t h e r e a c t i o n r e g i o n , a s h e a ti s r e l e a s e d . F i n a l l y c h e mi c a l r e a c t i o n i s c o mp l e t e , a n d t h e g a s e s e x p a n d a sa n i n e r t f l e w t o ma t c h t h e b o u n d a r y c o n d i t i o n s .

A f t e r a d e t o n a t i o n h a s r u n a l o n g d l s t mc e i n e x p l o s i v e t h e r e a c t i o n z o n ei s v e r y t h i n r e l a t i v e t o t h e i n e r t f o l l o wi n g f l o w, a n d i t i s a g o o d a p p r o ( i ma -t i o n t n n e g l e c t t h e r e a c t i o n z o n e i n a n y c a l c u l a t i o n . T h e r e a c t i o n z o n e a p -p e a r s , i n a me a s u r e me n t c o mp a r e d wi t h s u c h a n i d e a l i z e d c a l c u l a t i o n , a s a s ma l lr i s e i n p r e s s u r e o r v e l o c i t y a t t h e f r o n t .

In sumnary, t h e r e i s a z o n e o f c h e mi c a l r e a c t i o n t h a t i s a l mo s t u n a f f e c t ( x lb y t h e b o u n d a r y c o n d i t l o r t s , f o l l o we d b y a n i n e r t f l o w t h a t ma t : h e s b e t we e n t h es t a t e a t t h e e n d o f t h e r e a c t i o n z o n e a n d t h e b o u n d a r i e s . T h e s t a t e a t t h ee n d o f t h e r e a c t i o n z o n e i s t h e i n i t i a l s t a t e f o r t h e f o l l o wi n g e x p a n s i o n , a n dmu s t b e k n o wn t o d e f i n e t h e i n e r t f l o w p r o b l e m. T h e c h e mi c a l r e a c t i o n z o n ea l s o i n t r o d u c e s a l e n g t h , c h a r a c t e r i s t i c o f t h e e x p l o s i v e , t $ a t p r o v i d e s as c a l e f o r a l l d e t o n a t i o n p h e n a n e n a . L e n g t h s i n t h e v a r i o u s u s e f u l e x p l o s i v e sr a n g e f r o m a f e w wm t o a f - mn .

T h e s o l i d l i n e s i n F i g . 3 s h o w t h e m[ ! a s u r e d v e l o c i t i e s o f p i e c e s o f a l u mi . .n u m f o i l e mb e d d e d i n e x p l o s i v e , a s t h e d e t o n a t i o n wa v e p a s s e s o v e r t h e . t o i l .T h e d a s h e d l i n e s a r e c a l c u l a t i o n s o f t h e f o i l mo t i o n s i f t h e r e we r e n o r e a c t i o nz o n e . T h e f o u r d i f f e r e n t l i n e s s h m t h e e f f e c t s o f d i f f e r e n t b a c k b o u n d a r yc o n d i t i ~ n s , n a me l y d i f f e r e n t l e n g t h s o f e x p l o s i v e . T h e r e a c t i o n z o n e s h o ws u pa s t h e d e p a r t u r e o f t h e s o l i d l i n e s f r o m t h e d a s h e d l i n e s , a s t h e y r i s e n e a rt h e f r o n t . We s e e t h a t t h e r e a c t i o n z o n e i s t h e r e , a t l e a s t q u a l i t a t i v e l yl i k e we t h o u g h t i t wo u l d b e , a n d t h a t i t i s o n l y s l i g h t l y a f f e c t e d b y t h e c a I ) -d i t i o n s b e h i n d .


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3 .

T h e t r a n s i e n t c h a n g e o f t h e r e a c t i o n z o n e s e e n I n F ~ g . 3 i s a n e c e s s a r yc o n s e q u e n c e o f a f i n i t e r e a c t i o n z o n e l e n g t h . S t u d y o f t h e t r a n s i e n t s g i v e su s mo r e i n f o r ma t i o n a b o u t t h e r e a c t i o n .

Ce r t a i n l y t h e l a r g e s t t r a n s i e n t a r i s e s i n g e t t i n g t h e d e t o n a t i o n s t a r t e d .Sa n e f e a t u r e s o f t h e s h o c k i n i t i a t i o n p r o c e s s a r e s h o wn i n F i g . 4 . T h e d f a g r a mi n t h e u p p e r l e f t i s i n t e n d e d t o r e p r e s e n t a s l a b o f e x p l o s i v e , l a r g e i n l a t -e r a l d i me n s i o n s , b e i n g d r i v e n b y a p i s t o n , s h o wn c r o s s h a t c he d . Be s i d e I t , o nt h e r i g h t , i s a t - x d i a g r am s h o wi n g wh a t h a p p e n s . T h e l o we s t l i n e i n t h e p l o t ,s h o wi n g x i n c r e a s i n g s l o wl y wi t h t , g i v e s t h e p o s i t i o n o f t h e i n t e r f a c e b e t we e np i s t o n a n d e x p l o s i v e . T h e s t e e p e r l i n e f r o m t h e o r i g i n i s t h e t r a j e c t o r y CFthe s h o c k wa v e i n t h e e x p l o s i v e . Ma t e r i a l b e t we e n t h e s h o c k a n d t h e i n t e r f a c ei s c o mp r e s s e d , a n d h e a t e d b y t h e c o mp r e s s i o n . A f t e r a n i n d u c t i o n t i me , t h ema t e r i a l t h a t h a s b e e n h o t l o n g e s t ( n e x t t o t h e p i s t o n ) b e g i n s t o r e a c t i n t h el i t t l e d a r k a r e a , a n d q u i c k l y f o r ms a d e t o n a t i o n . T h e d e t o n a t i o n p r o p a g a t e sa t h i g h v e l o c i t y i n t h e s h o c k - c o mp r e s s e d e x p l o s i v e , o n a t r a j e c t o r y i n d i c a t e db y t h e s t e e p e s t l i n e i n t h e d i a g r a m, a n d o v e r t a k e s t h e s h o c k wa v e . T h e n a f t e ra t r a n s i e n t p h a s e o f i n t e r a c t i o n , d e t o n a t i o n p r o p a g a t e s a t d e t o na t i o n v e l o c i t yi n t h e u n s h o c k e d a n d u n d i s t u r b e d e x p l o s i v e , a l o n g t h e l i n e g o i n g u p a n d t o t h er i g h t . If t h e e x p l o s i v e i s a s i n g l e c r y s t a l o f PE? N a n d t h e o i s t o n v e l o c i t yi s a b o u t 1 . 2wi l l b e a t ad u c t i o n t i me

mn / v s , t h e s h o c k wi l l mo v e a t a b o u t 5 mn / ws a n d t h e s h o c k e d r e g i o np r e s s u r e o f a b o u t 1 1 GPa a n d a t e mp e r a t u r e o f 1 0 7 0 K , T h e i n -wi l l b e a l i t t l e mo r e t h a n 0 . 5 I J S , a n d o v e r t a k e wi l l o c c u r a t

1 v s . T h e h i g h t e mp e r a t u r e i n t h e s h o c k e dt i me t h a t s e e ms c o n s i s t e n t wi t h d a t a a b o u tl a b o r a t o r y me a s u r e me n t s .

A l l o f t h i s s e e ms simple and obvious.e x p l o s i v e i s n o t a s f n g l e c r y s t a l o f PETN,

e x p l o s i v e l e a d s t o a n i n d u c t i o nt h e r a t e f r o m l o we r - t e mp e r a t u r e

Ho we v e r , t h e r eb u t I s ma d e b y

! s a c a : c h . I f t h ep r e s s i n g PET N p owd e r


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4

u n t i l i t s d e n s i t y i s wi t h i n 1 % c f t h e c r v s t a l d e n s i t y , t h i n g s a r e d i f f e r e n t ,Do i n g t h i s s a me e x p e r i me n t s h o ws t h a t a p i s t o n v e l o c i t y o f o n l y O. 4 n s n / I . I s ,g i v i n g a s h o c k v e l o c i t y o f o n l y a b o u t 3 1 mn / p s , a p r e s s u r e o f 2 . 5 GPa , a n d at e mp e r a t u r e o f o n l y 4 7 5 K , i n i t i a t e s t h e ma t e r i a l wi t h 1 MS t o o v e r t a k e .NW n o t h i n g I s s i mp l e a n d o b v i o u s . T h e s a n e ma t e r i a l c a n b e h e a t e d i n a n o v e nt o 4 7 5 1 ( a n d d e c o mp o s e s o n l y S1 OW1 Y, T h e e x p l a n a t i o n s e e ms t o b e t h a t e n e r g yi s c o n c e n t r a t e d a t l o c a l r e g i o n s c a l l e d h o t s p o t s , a n d t h a t t h e t e mp e r a t u r e i sn o t u n i f o r n l i n t h e ma t e r i a l . ( Ca r e f u l e x p e ~ I mt i n t s h a v et l o n g i v e n a b o v e o f i n i t i a t i o n i n t h ~ ~ i n g l e c r y s t a l i sp l e t o f i t a l l t h e o b s e r v a t i o n s , ) ~ e a c t i o n t a k e s p l a c e

s h o wn t h a t t h e d c s c r i p -a l s o s o me wh a t t o o s i r e .q u i c k l y a t t h e h o t

s p o t s , a n d t h e s h o c k a c c e l e r a t e s a s i t r u n s . T h e i n s t a n t o f o v e r t a k e i s h l u r -S e v e r a l p a p e r s d te d a l i t t l e , a n d t h e wh o l e p r o c e s s i s mo r e c o mp l i c a t e d ,

t h i s me e t i n g a r e d e v o t e d t o t h e d e t a i l s .T h e i mp o r t a n t p o i n t i s t h a t i n h o mo g e n e o u s h e a t i n g a n d r e a c t i o n a r e i mp o r t -

a n t p r o c e s s e s i n e x p l o s i v e s . F i g u r e 5 s h o ws s o me o f t h e i d e a s t h a t h a v e b e e ns u g g e s t e d f o r h o t s p o t s . En e r g y c o n c e n t r a t i o n ma y c o me f r o m j e t s o f ma t e r i a lg e n e r a t e d a t l i t t l e v e e - s h a p e d i n t e r s e c t i o n s o f c r y s t a l l i t e ; f r o m i mp a c t o fma t e r i a l t h r o wn a c r o s s a v o i d ; f r o m v i s c o u s h e a t i n g i n ma t e r i a l n e a r t h e s u r -f a c e o f a c o l l a p s i n g v o i d ; f r c n n s h o c k c o l l i s i o n a r o u n d a h i g h - i mp e d a n c e i n c i u -s i o n ; f r o m f r i c t i o n b e t we e n t wo c r y s t a l l i t e ; o r f r o m i n t e r n a l s l i p p a g e i n ac r y s t a l l i t e . I e x p e c t d i s c u s s i o n o f t h e s e p r o c e s s e s a n d o t h e r s a t t h i s mc e t -I n g . On e u s e f u l t h i n g we c o u l d d o i s t o d e ~ i n e t h e s e v e r a l p r o c e s s e st h e m n a me s s o we c o u l d b e s u r e wh a t p r o c e s s i s b e i n g d i s c u z s e d .

Ot h e r t r a n s i e n t e f f e c t s b e s i d e s i n i t i a t i o n a n d t h e s ma l l c h a n g e s -r e a c t i o n z o n e s h o wn i n F i g . 3 c an a l s o b e f o u n d . F i g u r e 6 s h o ws s o me

a n d g i v e

n t h eme a s u r e -

me n t s o f d e t o n a t i o n v e l o c i t y v s l e n g t h o f r u n f o r t wo e x p l o s i v e s . T h e t r a n -s i e n t i s n o t o b s e r v e d i n p BX - 9 4 0 4 , p r e s u ma b l y b e c a u s e i t i s t o o f a s t , a n d i so b s e r v a b l e b u t s ma l l i n Co mp o s i t i o n B - 3 .


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T h e l e n g t h o f t h e i c a c t i o n z o n e a l s o i mp l i e s t h a t t h e r e mu s t b e e d g e e f -f e c t s i n e x p l o s i v e s . On e o f t h e s i mp l e s t o n e s t o i n t e r p r e t o c c u r s i n l o n gc y l i n d r i c a l s t i c k s o f e x p l o s i v e s , b e c a u s e t h e y c a n b e r u n l o n g e n o u g h f o r a l lt r a n s i e n t s t o d i e o u t , I e a v i n g a s t e a d y f l o w. F i g u r e 7 i s a d i a g r a m o f d e t o n a -t i o n i n . s u c h a s t i c k . T h e s h o c k f r o n t i s c u r v e d , s o t h e s t r e a ml i n e s a r e d e -f l e c t e d o u t wa r d a s t h e y p a s s t h r o u g h i t . T h u s t h e r e i s a r a d i a l c o mp o n e n t o fv e l o c i t y , a n d r a d i a l k i n e t i c e n e r g y , s o s a n e e n e r g y i s n o t a v a i l a b l e f o r t h ef o r wa r d mo t i o n o f t h e d e t o n a t i o n .

F i g u r e 8 i s a p l o t o f d e t o n a t i o n v e l o c i t y v s r e c i p r o c a l r a d i u s o f t h es t i c k , s h o wi n g h o w t h e d e t o n a t i o n s l o ws d o wn I n s ma l l s t i c k s . I t a l s o s h o ws al a r g e q u a l i t a t i v e e f f e c t : t h e d e t o n a t i o n wi l l n o t p r o p a g a t e a t a l l i f t h es t i c k i s t o o s ma l l . F a i l u r e r a d i u s f o r t h e e x p l o s i v e s s h o wn v a r i e s f r o m a b o u t0 . 2 mn t o a b o u t 2 0 n s n , a r a n g e o f a b o u t 1 0 0 t i me s , a n d t h e s l o wi n g a t f a i l u r ev a r i e s f r o m a b o u t 1 % t o a b o u t 1 5 %. l i e e x p e c t t h a t b o t h t h e r e a c t i o n z o n el e n g t h a n d t h e wa y t h e r a t e d e p e n d s o n t h e l o c a l s t a t e i n f l u e n c e t h e s e v a l u e s .

T h e r e a c t i o n r a t e a n d s t a t e d e p e n d e n c e c a n b e i n f l u e n c e d b y a d d i n g a c a t a -l y s t , o r b y c h a n g i n g t h e h o t s p o t s . F i g u r e 9 s h o ws r e s u l t s o f b o t h o f t h e s ec h a n g e s . T h e l i q u i d e x p l o s i v e n i t r a n e t h a n e i s u s e d a s t h e s t a n d a r d . I t s d i a m-e t e r e f f e c t c u r v e a p p e a r s t o b e a s t r a i g h t l i n e , a n d t h e d e t o n a t i o n v e l o c i t yh a s d e c r e a s e d by o n l y ~ a t f a i l u r e . Ad d i n g a c a t a l y s t o r s e n s i t i z e r , DET A( d i e t h y l e n e t r i a mi n e , r e a l l y 2 , 2 - d i a mi n o d i e t h y l a mi n e ) , i n a v e r y s ma l l a mo u n t ,0 . 0 3 %, c h a n g e s t h e f a i l u r e d i a me t e r b y a f a c t o r o f t wo , b u t l e a v e s b o t h t h ed e t o n a t i o n v e l o c i t y a n d t h e a mo u n t o f d e c r e a s e u n c h a n g e d . Ad d i n g s i l i c a p a r t i -c l e s a n d a l i t t l e g e l l i n g a g e n t t o h o l d t h e m i n p l a c e a l s o d e c r e a s e s t h e f a i l -u r e d i a me t e r b y a f a c t o r o f t wo , b u t n o w t h e v e l o c i t y d e ; r e a s e i s a b o u t 1 3 % a tf a i l u r e . T h e s l o p e o f t h e c u r v e s a t l a r g e d i a me t e r , s h o wn i n t h e i n s e t , i n d i -c a t e s t h a t a d d i n g DET A s h o r t e n s t h e r e a c t i o n z o n e , b u t a d d i n g s i l i c a p a r t i c l e s


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I n c r e a s e s I t a p p r e c i a b l y . Me t h i n k t h a t t h e h o mo g e n e o u s l l q u l d e x p l o s i v e sf a i l wh e n a l a r g e r a r e f a c t l o n wa v e s t a r t s a t s o me e d g e p o i n t a n d p r o p a g a t e si n , p u t t i n g o u t t h e d e t o n a t i o n . Me c a l l t h i s p r o c e s s c a t a s t r o p h i c f a i l u r e .Pe r h a p s t h e s i l i c a p a r t i c l e s d i f f u s e t h e c a t a s t r o p h i c wa v e , a n d p r e v e n t t h a tk i n d o f f a t l u r e , s o p r o p a g a t i o n c o n t i n u e s u n t i l t h e e n e r g y l o s s t o t h e e d g e i sg r e a t e n o u g h t o ma k e i t f a i l . An a l t e r n a t e e x p l a n a t i o n i s t h a t t h e h o t s p o t sp r o d u c e d wh e n t h e wa v e i n t e r a c t s wi t h t h e p a r t i c l e s c h a n g e s t h e e f f e c t i v e s t a t ed e p e n d e n c e o f t h e r e a c t i o n a n d t h u s c h a n g e s t h e f a ~ l u r e r e g i me . T h i s wo r k i sb e i n g d o n e b y Ra y En g e l k e .

T h e r e a r e o t h e r d e t o n a t i o n e f f e c t s we c o u l d d i s c u s s , b u t t h e o n e s p r e s e n t e ds o f a r ma k e u p a r e a s o n a b l e b a c k g r o u n d , e x c e p t f o r o n e f e a t u r e . J t h a s b e e nt a c i t l y a s s u me d t h a t t h e d e t o n a t i o n f r o n t a n d t h e r e a c t i o n z o n e a r e l r c a l l ys mo o t h a n d u n i f o r m. If t h i s we r e s o , a n d we p h o t o g r a p h t h e l i g h t e mi t t e d b y Bd e t o n a t i o n f r o n t i n a t r a n s p a r e n t e x p l o s i v e i n a l o n g c y l i n d r i c a l s t i c k , t h el i g h t s h o u l d b e n e a r l y u n i f o r m o v e r t h e f r o n t . We mi g h t e x p e c t . i t t o b e j u s ts l i g h t l y b r i g h t e r i n t h e c e n t e r a n d a l l t t l e d i n wn e r a t t h n e d g e s , b u t wi t h o u tmu c h c h a n g e . F i g u r e 1 0 i s a p h o t o g r a p h o f t h e l i g h t e mi t . t e d b y ~ . d e t o n a t i o nI n a t r a n s p a r e n t l i q u i d , n i t r o me t h a n e / a c e t o n e 8 0 / 2 0 v o l u me %mi x t u r e , i n ab r a s s t u b e 1 9 mn i n s i d e d ~ a me t e r . I t i s c l e a r t h a t t h e r e I s a p r o n o u n c e dt r a n s v e r s e s t r u c t u r e , a n d t h a t t h e wa v e 1 : . n o t l o c a l l ySm6 0 t h . Se q ue n t i a lp h o t o g r a p h s s h o w t h a t t h e e d g e s mo v e a n d t h e s p o t s t r a n s f o r m. S i m~ l a r s t r u c -t u r e s h a v e b e e n p h o t o g r a p h e d i n v a r i o u s l i q u i d a n d s o l i d e x p l o s i v e s , a n d p r o b -a b l y t h e y e x i s t i n mo s t e x p l o s i v e s , a l t h o u g h p e r h a p s n o t i n a l l . I n g a s e s ,t h e s t r u c t u r e s h a v e b e e n s t u d i e d i n c o n s i d e r a b l e d e t a i l . T h e y a r e e a s i e r t owo r k wi t h I n g a s e s b e c a u s e t h e r e a c t f o n z o n e c a n b e l e ng t h e n e d b y r e d u c i n g t h ei n i t i a l g a s p r e s s u r e . So me s o o t f i l mS t r e h l o w. Wh i l e t h e r e g u l a r p a t t e r n st h e mo s t d e t a i l e d , t h e i r r e g u l a r o n e s

r e s u l t s me s h o wn i n F i g . 1 1 , f r oma r e t h e mo s t s t u d i e d b e c a u s e t h e y a r ea r e mo r e c omn on .


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- F i g u r e 1 2 l l s t s f o u r i d e a s o b t a i n e d f r o m o u r r e v i e w o f d e t o n a t i o n p h e n u n e -n a , a n d n o w we wa n t t o decide howwe ma y u s e t h em f o r d e d u c t i o n . T h e f i r s tt wo i t e ms , i n e r t i a l c o n f i n e me n t a n d a p p r e c i a b l e r e a c t i o n z o n e l e n g t h , t e l l u st h a t i f we a r e t o ma k e s e n s i b l e d e d u c t i o n s a b o u t d e t o n a t i o n s we mu s t i n c l u d ed e t a i l s a b o u t t h e i n t e r a c t i o n o f c h e mi s t r y a n d me c h a n i c s . T h e s e c o n d t woi t e ms , h o t s p o t s a n d t r a n s v e r s e wa v e s , t e l l u s t h a t s o me t e c h n i q u e f o r a v e r a g -i n g t h e i r e f f e c t s mu s t b e i n c l u d e d i n a d e s c r i p t i o n o f mo s t r e a l e x p l o s i v e s .

T h e e q u a t i o n s t h a t d e s c r i b e d e t o n a t i o n a r e s h o wn i n F i g . 1 3 . T h e f i r s te q u a t i o n i s t h e e x p r e s s i o n o f t h e c o n s e r v a t i o n o f ma s s . T h e s e c o n d i s t h ec on s e r v a t i o n o f mc nn e n t u m, o r F = ma . T h e t h i r d i s t h e c o n s e r v a t i o n o f e n e r g y .T h e n e x t e q u a t i o n i s t h e d e s c r i p t i o n o f t h e ma t e r i a l p r o p e r t i e s ; i t g i v e s t h es p e c i f i c i n t e r n a l e n e r g y a s a f u n c t i o n c f p r e s s u ~ e , v o l u me , a n d i n t e r n a l v a r i -a b l e s , p a r t i c u l a r l y c omp o s i t i o n . We u s e a v e c t o r n o t a t i o n f o r t h e i n t e r n a lv a r i a b l e s , i n d i c a t e d i n t h e n e x t e q u a t i o n . No t i c e t h a t u a n d t h e o p e r a t o rg r a d i n t h e f i r s t t wo e q u a t i o n s a r e o r d i n a r y v e c t o r s i n r e a l s p a c e , a n d t h a tt h e c o mp o s i t i o n v e c t o r i s i n c o mp o s i t i o n s p a c e . T h e t i me d e r i v a t i v e , r e p r e -s e n t e d b y t h e d o t , i n t h e t h i r d e q u a t i o n me a n s t h a t t i me d e r i v a t i v e s o f t h ec c n n p o s i t i o nv a r t a b l e swi l l a p p ea r . T h e s e q u a n t i t i e s , r e p r e s e n t e d b y t h e l a s te q u a t i o n , a r e t h e c h e mi c a l r a t e s .

Ap p l i c a t i o n ~ f t h e s e e q u a t i o n s p r e s e n t s t h e d i f f i c u l t y t h a t we d o n t k n o wwh a t t o u s e f o r t h e ma t e r i a l p r o p e r t i e s , t h e e q u a t i o n o + s t a t e a n d t h e r a t e .An o t h e r d i f f i c u l t y i s t h a t a l t h o u g h t h e e q u a t i o n s , wf i e n s o l v e d c o r r e c t l y ,p r e s u ma b [ y d e s c r i b e t h e d e t a i l s o f t h e t r a n s v e r s e wa v e s t r u c t u r e , a n d i f t h e

l o c a l s t r u c t u r e o f t h e e x p l o s i v e we r e u s e d a s f n p u t , t h e i n t e r a c t i o n s o f t h eh o t s p o t s , we c a n t i ma g i n e wo r k i n g wi t h t h a t mu c h d e t a i l .

On e a p p r o a c ha b o u t t r a n s v e r s e

is to askwaves and

s i mp l e r q u e s t i o n s . F o r e x amp l e , s u p p o s e we f o r g e th o t s p o t s a n d a s s u me t h a t t h e r e c o u l d b e a p l a n e ,

.


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s t e a d y d e t o n a t i o n . F o r mi n i mu m a s s u mp t i o n s a b o u t t h e e q u a t t o n o f s t a t e , a n da n y s o r t o f r a t e s , wh a t f o r ms c a n t h e r e a c t i o n z o n e t a k e ? T h i s p r o b l e m h a sb e e n s t u d i e d r a t h e r c omp l e t e l y . W t h r e s t r i c t i o n t o o n e i r r e v e r s i b l e r a t e t h ef a mi l i a r Z ? I Ds o l u t i o n s a p p e a r . In t h e s e , t h e p r e s s u r e f a l l s t h r o u g h t h e r e a c -t i o n z o n e t o t h e CJ p o i n t i f t h e f l c wi i s s u p p o r t e d b y a p i s t o n wi t h a v e l o c i t yl e s s t h a n CJ p a r t i c l e v e l o c i t y , a n d t h e f l o w i s e x a c t l y s o n i c a t t h a t p o i n t .I f t h e p i s t o n v e l o c i t y i s g r e a t e r t h a n t h a t v a l u e , t h e wh o l e f l o w i s s u b s o n i c .T h e s e t wo s o l u t i o n s a p p e a r a t t h e r i g h t I n F i g . 1 4 . I f t h e r a t e f s a l l o we d t oh a v e t wo r e v e r s i b l e r e a c t i o n s , n i n e n e w p o s s l b i l i t i e s a r e a d d e d t o t h e 2 NDs o l u t i o n s . Ot h e r c o mp l i c a t i o n s o f t h e r a t e o r e q u a t i o n o f s t a t e 1 e a d t o o t h e rs o l u t i o ns . I d o n t h a v e t i me t o d i s c u s s t h es e h e r e ; a n I n t e r e s t e d p e r s o n mi g h tl o o k a t De t o n a t i o n b y F i c k e t t a n d Da v i s . T h e i mp o r t a n t p o i n t i s , i t s e e ms t om, t h a t t h e r e a r e l o t s o f k i n d s o f s o l u t i o n s , a n d we mu s t c o mp a r e t h e m w i t he x p e r i me n t t o f i n d o u t wh i c h a r e o f p h y s i c a l i n t e r l : s t a s a p p r o x i ma t i o n s t or e a l d e t o n a t i o n s .

T h e s o l u t i o n s a b o v e , t h e p l a n e s t e a d y o n e s , h a v e o n l y o n e v a r i a b l e . TWOv a r i a b l e s , e i t h e r p l a n e n o n s t e a d y o r s t e ad y wi t h t wo s p a c e v a r i a b l e s , ma k e t h ep r o b l e m mu c h h a r d e r . F i g u r e 1 5 i s a d i a g r a m o f a s t e a d y , c y l i n d r i c a l l y - s ~ -me t r i c f l o w o f a d e t o n a t i o n p r o p a g a t i n g i n a c y l i n d r i c a l s t i c k i n t h e l i mi twh e r e i t h a s b e c ome s t e a d y , J o h n Bd z i l h a s t r e a t e d t h i s p r o b l e m. T h e i mp o r l -a n t b o u n d a r y c o n d i t i o n s a r e t h e d e f l e c t i u r i o f t h e f l o w a t . t . h c e d g e s , a n d t h ed e t o n a t i o n j u mp c on d i t i o n s . T h e e x p e r i me n t a l d a t a f o r c a l i b r a t i o n a n d c o mp a r -i s o n a r e t h e s h a p e o f t h e d e t o n a t i o n f r o n t a n d t h e d e t o n a t i o n v e l o c i t y f o rd i f f e r e n t c y l i n d e r s i z e s , a n d t h e f a i l u r e d i a me t e r . F i g u r e 1 6 s h o ws h o w t h ec a l i b r a t e d t h e o r y f i t s t h e e x p e r i me n t a l s h a p e me a s u r e me n t s f o r t w o s i z e s . T h ee f f e c t i v e r e a c t i o n z o n e t h i c k n e s s a n d t h e s t r e n g t h o f t h e s t a t e d e p e n d e n c e o f .t h e r a t e a r e f o u n d b y t h i s f i t .


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Ca l i b r a t i o n o f a n e q u a t i o n o f s t a t e a n d a r e a c t i o n r a t e t o f o r c e a g r e e me n tb e t w e e r l a t h e o r e t i c a l t r e a t me n t a n d a l l mf t e d s e t o f e x p e r i me n t s h a s b e e n t h ea l mo s t u n f v e r s a l p r o c e d u r e f o r t e s t f n g d e t o n a t i o n t h e o r y . I f t h e c a l i b r a t i o ni s f mp o s s l b l e , c l e a r l y t h e t h e o r y mu s t b e wr o n g , b u t i f i t i s p o s s i b l e , i td o e s n t p r o v e t h a t t h e t h e o r y f s r i g h t .. .

On e k i n d o f e x p e r i me n t t h a t g e t s a wa y f r o m t h f s b f n d i s s h o wn i n F i g . 1 7 .Ue e x p e c t t h a t t h e d e t o n a t i o n v e l o c l t y i s a Smo d h f u n c t i o n o f t h e i n i t i a le n e r g y a n d t h e i n i t i a l d e n s f t y o f t h e e x p l o s i v e f f t h e f i n a l c o mp o s i t i o n c a nb e h e l d - f i x e d . T h e u p p e r l i n e i n t h e b a c k i n t h e f f g u r e ~ s t h e d e t o n a t i o nv e l o c f t y o f n i t r o me t h a n e f o r a r a n g e o f t e mp e r a t u r e . Ch a n g i n g t h e t e mp e r a t u r ec h a n g e sl e a d i n ga n d t h emf x t u r e

t h e d e n s i t y q u i t e a l o t , a n d t h e e n e r g y a l i t t l e . T h e s l o p i n g l i n eu p f s t h e d e t o n a t i o n v e l o c i t y f o r mi x t u r e s o f n i t r o me t h a n e a n d a c e n i n a ,e n e r g y c h a n g e s a l o t a n d t h e d e n s i t y a l i t t l e . Ac e n i n a i s a n e q u i mo l a ro f n f t r i c a c i d , wa t e r , a n d a c e t o n i t r i ? e , a n d h a s t h e

s i t f o n a s n i t r a n e t h a n e ; t h e r e f o r e t h e f i n a l p r o d u c t s , i f t h ec o mp l e t i o n , a r e a l w a y s t h e s a me . Wh a t we a r e a f t e r i s a f i t

s a me a t o mi c c o mp o -r e a c t i o n g o e s t ot o t h e d e t o n a t i o n

v e l o c f t y s u r f a c e i n t h e n e i g h b o r h o o d o f t h e i n t e r s e c t i o n o f t h e t wo l i n e s .T h e t h e o r y f o r t h e a p p l i c a t i o n o f t h e r e s u l t s i s s h o wn i n F i g . 1 8 . T h ~

e x p r e s s i o n f o r D a t t h e t o p me a n s t h a t f r o m e x p e r i me i ~ ~ , . k n o w t h e d e t o n a t i o nv e l mf t y a s a f u n c t f o n o f i n i t i a l d e n s i t y a n d e n e r g y n e a r s o me p o i n t . T h es k e t c h o f t h e p - v p l a n e s h o ws t h e t h e o r e t i c a l r e s u l t f o r a p l a n e , s t e a d y , l a m-i n a r d e t o n a t i o n wa v e wi t h a n y o f a c l a s s o f s i mp l e r a t e l a ws . T h e s t r a i g h tl f n e , t h e Ra y l e i g h l i n e , a n d t h e c u r v e d l i n e , t h e Hu g o n i o t c u r v e , a r e t a n g e n ta t t h e s t a t e p o i n t t h a t o c c u r s a t t h e e n d o f t h e r e a c t i o n z o n e . As a c o n s e -q u e n c e , o n e c a n s h o w t h a t t h e n e x t t wo e q u a t i o n s h o l d . T h e l e f t - h a n d s i d e sa r e o b t a i n e d f r o m t h e e x p e r i me n t a l d a t a . T h e r f g h t - h a n d s i d e s c o n t a f n t w ov a r i a b l e s , wh f c h a r e t h e r mo d y n a mi c d e r i v a t i v e s e v a l u a t e d a t t h e t a n g e n t p o i n t ,


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a n d t h e t wo e q u a t l c n s c a n b e s o l v e d t o g e t t h e i r v a l u ? s . F i n a l l y t h e p r e s s u r ea t t h a t t a n g e n t p o i n t c a n b e o b t a i n e d f r c mn t h e l a s t e q u a t l o f i s . T h e p r e s s u r eo b t a i n e d f r o m t h e s e d e t o n a t i o n v e l o c l t y me a s u r e me n t s I n t e r p r e t e d u s i n g t h i st h e o r y c a n b e c o mp a r e d wi t h t h e p r e s s u r e o b t a f n e d f r o m mo r e d i r e c t me a s u r e -me n t s . T h e b e s t v a d e t o n a t l o n v e l o c i t yme n t s . I t h i n k t h e

u e s I h a v e f o r t h e p r e s s u r e a r e 1 2 , 2 ~ 0 . 6 GPa f r a n t h eme a s u r e me n t s a n d 1 4 . 2 * 0 . 4 GPa f r o m t h e d i r e c t me a s u r e -mo s t l i k e l y r e a s o n f o r t h e d i s a g r e e me n t i s t h a t t h e e f f e c t

o f t h e t r a n s v e r s e wa v e s h a s n o t b e e n p r o p e r l y a c c c u n t e d f o r i n t h e t h e o r y .F i g u r e 1 9 s h o ws s i mi l m d a t a f o r s o l i d a n d l i q u i d T NT . T h e s o l i d c a n h e

p r e s s e d t o d i f f e r e n t d e n s i t i e s b e l o w I t s c r y s t a l d e n s i t y , a n d t h e s p e c i f i ce n e r g y r e ma i n s a l mo s t c o n s t a n t . T h e 1 i n e a t t h e b a c k s h o ws a s ma l 1 s e g me n t o ft h e f i t t o me a s u r e me n t s f o r a l a r g e d e n s i t y r a n g e . Me l t i n g t h e e x p l o s i v e a d d se n e r g y t o i t , a n d h e a t i n g i t a b o v e t h e me l t i n g p o i n t a d d s mo r e F l mg y a n dc h a n g e s t h e d e n s i t y . T h e t h e o r y c a n b e a p p l i e d a s f o r n i t r a n e t h a n e , a n d t h ed i s a g r e eme n t i s s i mi l a r . Ho we v e r , t h e s u r t ; f i e t h a t f i t s t h e s e s e t s o f me a s u r e -me n t s i s n o t n e a r l y p l a f i e , e v e n t h o u g h t h e . n e r g y c h a n g e I s l e s s t h a n 5 %.P r o b a b l y t h e d a t a i n d i c a t e t h e d e t o n a t i o n _ i n t h e l l q u i d a n d t h e s o l i d a r c d i f .f e r e n t , p e r h a p s b e c a u s e t h e h o t s p o t s i n t h e s o l i d a n d t h e t r a n s v e r s e wa v e s i nt h e l i q u i d h a v e d i f f e r e n t e f f e c t s i n t h e r e a c t i o n z o n e .

T h i s c o n c l u d e s t h e i n t r o d u c t i o n t o d e t o n a t i o n p h e n o me n a f o r s c i e n t i s t s i no t h e r f i e l d s . I h a v e t r i e d t ~ s h o w t h a t d e t o n a t i o n i s c o n f i n e d b y t - h e i n e r t i ao f t h e ma t e r i a l i t s e l f , t h a t t h e t i me s c a l e o f t h e c h e mi c a l r e a c t i o n s I s l o n ge n o u g h t h a t i t mu s t b e t a k e n i n t o a c c o u n t , a n d t h a t h o t s p o t s a n d t r a n s v e r s ewa v e s a r e i mp o r t a n t i n t h e p r o c e s s . F i g u r e 2 0 I s a d i a g r a m o f d e t o n a t i o n p h y s -i c s , I n t e n d e d t o s mn a r i z e t h e i n t r o d u c t i o n , a n d t o h e l p p l a c e t h e p a p e r s p r e -s e n t e d a t t h e me e t i n g i n p e r s p e c t i v e . N l e f t a n d r i g h t a t t h e t o p o f t h ed i a g r a m a r e b o x e s r e p r e s e n t i n g i n p u t o f t h e ma t e r i a l p r o p e r t i e s , t h e e q u a t i o n


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o f s t a t e a n d t h e c h e mi c a l r a t e s . Do wn t h e c e n t e r f l u i d me c t mi c s i s u s e d t of l t i t h e s o l u t i o n s t o i n t e r e s t i n g p r o b l e ms f o r e x p l o s i v e s wi t h v u r l o u s b o u n d a r ya n d I n i t i a l c o n d i t i o n s , l e a d i n g t o p r e d i c t i o n s t h a t c a n b e c o mp a r e d wi t h e x p e r -i me n t . In t h e d i a g r a m I h a v e t r i e d t o e mp h a s i z e t h e e f f e c t s o f t r a n s v e r s ewa v e s a n d h o t s p o t s t h a t mu s t b e a v e r a g e d s o me wa y t o p r e d i c t t h e me a s u r a b l ee f f e c t o f t h e e x p l o s i v e . I t h i n k t h a t Nu n z i a t o ma y t a l k a b o u t a s p e c t s o f t h a tp r o b l e m. Ue wi l l a l s o h e a r t wo p a p e r s a b o u t t h e d e t a i l s o f h o t s p o t s . Us u a l l yI n p u t f r o m t h e EOS a n d r b o x e s i s n o t a v a i l a b l e , a n d f l u i d me c h a n i c s f o r l a mi -n a r f l o w i s u s e d . T h e r e s u l t s f r o m e x p e r i me n t s ~ r e u s e d t o g e t e q u a t i o n s o fs t a t e a n d r a t e s t h a t ma k e t h e p r e d i c t i o n s a g r e e wi t h t h e e x p e r i me n t s . He wi l lh e a r s e v e r a l p a p e r s d e s c r i b i n g e x p e r i me n t s , f o r ms f o r t h e r a t e s , a n d c a l i b r a -t i o n s . T h e e x c l t l n g n e w c h e mi s t r y a n d q u a n t u m me c h a n i c s s h o u l d l e a d u s t owa y s t o f i l l i n t h e r b o x , a n d we wi l l h e a r s o me p a p e r s a b o u t e f f o r t s I n t h a td i r e c t i o n . I e x p e c t t h e f u t u r e t o b r i n g a l o t o f wo r k i n d e t o n a t i o n c h e mi s t r y .

A t t h i s me e t i n g t h e r e a r e a p p a r e n t l y n o p a p e r s s c n e d u l e d o n t h e s u b j e c t o fe q u a t i o n o f s t a t e , b u t t h e n e w wo r k i n s t a t i s t i c a l me c h a n i c s , a n d i . h e n e w c a p a -b i l i t i e s f o r s t a t i c h i g h p r e s s u r e e x p e r i me n t s wi l l ma k e i t o n e o f t h e f i e l d so f t h e f u t u r e , t o o .An o t h e r s u b j e c t t h a t s e e ms t o me t o b e g i v e n L o o l i t t l e a t t e n t i o n a t t h i sme e t i n g i s t h a t s o me k i n d o f a v e r a g i n g i s n e e d e d t o t a k e a c c o u n t o f t h e i n h c m. l -g e n e o u s r e a c t i o n z o n e . Ho t s p o t s a r e c e r t a i n l y p r e s e n t i n mo s t o f t h e solidma t e r i a l s we u s e i n shock wave p h y s i c s , b u t u s u a l l y t h e y c a n b e n e g l e c t e db e c a u s e t h e y c a u s e o n l y s ma l l e f f e c t s . I n d e t o n a t i o n t h ey c a n n o t b e n e g l e c t e db e c a u s e t h e y a r e t h e ma i n e f f e c t ; r e a c t i o ~ b e g i n s I n t h e i r n e i g h b o r h o o d , a n dl a r g e c o mp o s i t i o n c h a n g e s t a k e p l a c e t h e r e . Un t i l we c a n t a k e a c c o u n t o f t h eI n ho mo g e n e i t i e s , we c a n n o t u s e r e a l e q u a t i o n s o f s t a t e a n d r e a l c h e mi c a l r a t e s .

So f a r , I h a v e b e e n t a l k i n g a b o u t s c i e n t i f i c u n d e r s t a n d i n g . An o t h e r t o p i ci s p r a c t i c a l a p p l i c a t i o n . Do e s o u r r e s e a r c h h a v e v a l u e f o r e n g i n e e r i n g , o r


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a r e we j u s t e n j o y i n g wr s e l v e s b y s a t i s f y i n g o u r c u r i o s i t y ? Pu t a n o t h e r wa y ,c a n we g e t a n y o n e t o p a y f o r t h e r e s e a r c h ? I t i s a l w a y s h a r d t o g u e s s wh a tn e w t h i n g s mi g h t c o me f r o m r e s e a r c h , b u t we c a n ( d r a p o l a t e a l i t t l e . A s a f e

t o b e u n d e r s t o o ds y s t e ms d e s i g n e da n d f a i l u r e .

i f t h e ma n u f a c t u r e i s t o b e s a t i s f a c t o r i l y c o n -f o r s a f e t y wi l l n e e d k n o wl e d g e o f t r a n s i e n t s ,

e x p l o s i v e s y s t e m i s o n e t h a t h a s a l l i t s e x p l n s l , ep a r t s n e a r f a i l u r e s i z e , s ot h a t wh e n t h e y a r e i n i t i a t e d I n t e n t i o n a l l y t n e y o p e r a t e we l l , b u t a c c i d e n t a li n i t i a t i o n wi l l a l mo s t a l w a y s f a i l . In s u c h a s y s t e m, t h e r e a c t i o n z o n e i sI mp o r t a n t , a n d we h a v e t o u n d e r s t a n d i t t o ma k e o n e . Me a r e a l r e a d y a l o n gwa y i n t h a t d i r e c t i o n wi t h t l ~ e i n s e n s i t i v e e x p l o s i v e s n o w i n u s e . F u r t h e r ,t h e f a i l u r e d i a me t e r i s c o n t r o l l e d b y t h ~ I n h o mo g e n e i t i e s i n t h e r e a c t i o n z o n e ,a n d t h e y h a v et r o l l e d . An ye d g e e f f e c t s ,

T h e n e x t s t e p b e y o n d g o o d e n g i n e e r i n g o f s y s t e ms u s i n g e x p l o s i v e i s d e s i g r t -i n g t h e e x p l o s i v e i t s e l f . If w c o u l d f i l l o u t t h e b o x e s o f F i g . 2 0 i I i d e t a i l ,we wo u l d n t e v e no r e x p e r i me n t t og o t h a t f a r v e r y

I m s u r e t h ev i d e a n e w v i e w o f o u r s u b j e c t . J u s t { n c a s e t h e m i s a n y n e wc o me r! > u s i n e s swh o f e e l s d i f f i d e n t a b o u t s p e a k i n g u p i n d i s a g r e e me n t wi t hI t y wh e n s o ma n y o f u s h a v e b e e n wo r k i n g s o l o n g wi t h e x p l o s i v e s , l e t me q u o t ef r o m E . B r i g h t W l s o n , Jr. No o n e c a n b e s a o b s t r u c t i v e o f p r o g r e s s a s t h e e x p e r t wh o h a s wo r k e d a l l h i s l i f e o n a s i n g l e s u b j e c t .

h a v e t o ma k e s a mp l e s o f t h e e x p l o s i v e mo l e c u l e s f o r t e s t i n g ,f i n d t h e b e s t p a r t i c l e s i z e d i s t r i b u t i o n . Ce r t a i n l y we c a n ts o o n , b u t e v e r y s t e p t o wa r d e x p l o s i v e d e s i g n i s i mp o r t a n t .d i s c u s s i o n s e s s i o n s a n d t h e p a p e r s t o b e p r e s e n t e d wi l l p r o -

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