High Speed Imaging of TATB- and HMX-Based Energetic Material Decomposition in Molten Salts

Immersion of energetic materials into high-temperature molten-salt baths, where the energetic materials decompose, is being considered as a method for their safe destruction. In the present research, behaviors of the high explosives LX-17 (92.5 wt% 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene (TATB), 7.5 wt% KeI-F 800 plastic binder) and LX-04 (85 wt% octahydro-,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine (HMX), 15 wt% Viton A plastic hbinder) were studied when these materials were immersed into molten salt baths. Pressed cylindrical samples initially 6.35 mm in diameter and length were immersed in molten salt baths, and data were taken photographically. Sample decomposition behaviors were observed for varied salt temperatures in a molten LiCl-NaCl-KC1 eutectic and then separately in a molten Li2CO3-Na2CO3-K2CO3 eutectic. Bath temperatures ranged from 650 to 750°C. General combustion behaviors such as bubble formation characteristics, gas evolution, and sample lifetimes were observed. Results indicated that sample lifetimes decreased as bath temperatures increased, and that the carbonate eutectic increased initial decomposition rates and decreased sample lifetimes relative to the chloride eutectic. Hochgeschwindigkeitsbildanalyse der Zersetzung von auf TATB und HMX basierenden energetischen Materialien in geschmolzenen Salzen Untersucht wird die Einbringung energetischer Materialien in Hochtemperaturbader geschmolzener Salze als eine Methode zu ihrer sicheren Vernichtung. In diesen Badern zersetzt sich das Material. In der vorgestellten Forschungsarbeit wird das Verhalten der Sprengstoffe LX-17 (92,5 Gew.% 1,3,5-Triamino-2,4,6-trinitrobenzol (TATB), 7,5 Gew.% Kel-F Kunststoffbinder) und LX-04 (85 Gew.% Octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazin (HMX), 15 Gew.% Viton A Kunststoffbinder) bei dieser Behandlung untersucht. Gepreste zylindrische Proben mit ursprunglich 6,35 mm in Durchmesser und Lange wurden in ein Bad geschmolzener Salze eingetaucht und das Verhalten fotografisch aufgezeichnet. Das Zersetzungsverhalten der Proben wurde fur unterschiedliche Salztemperaturen in einem geschmolzenen LiCl-NaCl-KCl-Eutektikum und separat in einem geschmolzenem Li2CO3-Na2CO3-K2CO3-Eutektikum beobachtet. Die Badtemperaturen reichten von 650 bis 750 °C. Allgemeine Verbrennungseffekte, wie die Charakteristik der Blasenentwicklung, die Gasentwicklung und die Probenlebensdauer, wurden erfast. Die Ergebnisse zeigten, das die Probenlebensdauer bei zunehmenden Badtemperaturen abnahm und das Karbonat-Eutektikum die anfanglichen Zersetzungsraten steigerte und damit die Probenlebensdauer relativ zum Chlorid-Eutektikum verringerte. Analyse par imagerie ultra-rapide de la decomposition des materiaux energetiques a base de TATB et de HMX dans des sels fondus On a etudie l'introduction de materiaux energetiques dans des bains a haute temperature de sels fondus comme methode permettant leur destruction sure. Le materiau se decompose dans ces bains. Dans les presents travaux de recherche, on etudie le comportement des explosifs LX-17 (92,5 % en poids de 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene (TATB), 7,5 % en poids de liant plastique Kel-F) et LX-04 (85 % en poids d'octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazine (HMX), 15 % en poids de liant plastique Viton A, au cours de ce traitement. Des eprouvettes cylindriques comprimees de diametre et de longueur de depart 6,35 mm ont ete plongees dans un bain de sels fondus et l'on a enregistre photographiquement le comportement. Le comportement de decomposition des eprouvettes a ete observe pour differentes temperatures de sels dans un eutectique LiCl-NaCl-KCl fondu et separement dans un eutectique Li2CO3-Na2CO3-K2CO3 fondu. Les temperatures des bains se situaient entre 650 et 750 °C. On a enregistre les effets de combustion generaux tels que la caracteristique de developpement des bulles, la production de gaz et la duree de vie de l'eprouvette. Les resultats ont montre que la duree de vie des eprouvettes diminue lorsque la temperature du bain augmente et que l'eutectique de carbonate augmentait les taux de decomposition initiaux et reduisait ainsi la duree de vie des eprouvettes proportionnellement a l'eutectique de chlorure.