Pantsers van lood: zacht onder normale omstandigheden, keihard bij impact

Het onderzoek door het Lawrence Livermore National Laboratory (VS) is gepubliceerd in Physical Review Letters.

De onderzoekers van maakten gebruik van de testfaciliteiten van de National Ignition Facility (NIF)  , waar ‘s werelds grootste en meest energetische laser de mogelijkheid biedt om monsters op druk te brengen tot enkele miljoenen malen de druk van de atmosfeer, vergelijkbaar met die in het midden van de Aarde.

Om de materiaalsterkte onder druk af te leiden, gebruikte het team de Rayleigh-Taylor (RT) instabiliteit die optreedt wanneer materiaal wordt versneld over verschillende dichtheden. De experimenten hebben meerdere jaren voorbereiding gekost. Er zijn onder meer meerlagige reservoirs ontworpen om het lood vast te houden terwijl het wordt gecomprimeerd, een functionaliteit die directe vergelijking van de sterkte van pure en legeringsmonsters mogelijk maakt, in-situ radiografische standaarden die de fout aanzienlijk hebben verkleind, en belangrijke vorderingen bij de fabricage van doelen.

"We vertrouwen sterk op de expertise en mogelijkheden van het LLNL-doelfabricatieteam," zegt fysicus en hoofdauteur Andy Krygier. "Onder de vele kleine wonderen die plaatsvinden om dit werk uit te voeren, vereisen onze experimenten zeer dunne, grote hohlraums, een zorgvuldig ontwerp en karakterisering van de schuimen met lage dichtheid en precies gevormde rimpelingen. Het team heeft geleerd hoe dit regelmatig te doen, inclusief, cruciaal, de productie van rimpelingen van hoge kwaliteit in een reeks materialen met enorm verschillende eigenschappen en met een groot bereik van amplitudes en golflengtes."

Het team zal onderzoek op dit gebied voortzetten door loodlegeringen te onderzoeken en door te comprimeren tot hogere drukken. Resultaten van toekomstige experimenten zullen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe sterktemodellen voor materialen onder extreme omstandigheden.