Le esplosioni sono davvero importanti per le scoperte scientifiche. Quindi, i ricercatori hanno riunito una coalizione globale per creare un intero laboratorio dedicato a far esplodere le cose.
In un recente dichiarazioneLa Texas A&M College ha annunciato il lancio del Impianto di test di ricerca sulla detonazione (DRTF), il più grande laboratorio al mondo per la sperimentazione di esplosioni controllate. Secondo l’università, il laboratorio “trasformerà l’energia grezza in scoperte fisiche” in una varietà di self-discipline scientifiche. Oltre a esplorare la fisica della combustione nel campo dell’ingegneria, dell’astrofisica e altro ancora, le strutture della DRTF consentiranno agli esperti di esaminare come le esplosioni possono portare a disastri industriali.
“Il DRTF è una grande struttura ingegneristica che abbiamo progettato per essere in grado di creare esplosioni e controllarle su larga scala [unattainable] in un laboratorio o in un impianto di dimensioni regolari”, ha detto il direttore tecnico Scott Jackson in a video sul laboratorio. “Così possiamo studiare cosa serve per trasformare una fiamma in una detonazione… o per spegnerla completamente in modo da non doverci preoccupare che possa causare perdite di vite umane o danni alla proprietà.”
Accendere un incendio
La struttura period approvato nel 2021 e ha concluso la fase di sicurezza e messa in servizio l’anno scorso. L’concept del laboratorio in realtà è nata dalla comunità delle miniere di carbone. Nello specifico, la comunità mineraria e i funzionari governativi volevano che gli scienziati valutassero se il fuel naturale sarebbe esploso e fatto esplodere.
Il laboratorio finale può fare questo e molto altro ancora. Il DRTF riproduce specificamente detonazioni o esplosioni che si sviluppano a spirale da onde d’urto di fiamme in rapido movimento, in questo caso attraverso un tubo riempito di aria e metano lungo circa 500 piedi (152 metri). L’impianto è racchiuso con pareti in acciaio e un silenziatore ricoperto di terra per ridurre al minimo il rumore. Attraverso tutte le fasi della detonazione, sensori avanzati e diagnostica laser registrano la dinamica caotica delle fiamme per l’analisi scientifica.
“A seconda del carburante, delle condizioni del carburante e del fuel di fondo, l’accensione genera fiamme turbolente advert alta velocità (deflagrazioni) e genera onde d’urto”, Elaine Orandirettore scientifico del DRTF e ricercatore aerospaziale presso la Texas A&M College, ha detto a Gizmodo in una e-mail. “La regione dietro le onde d’urto potrebbe trasformarsi ‘spontaneamente’ in detonazioni.”
“C’è molto nervosismo perché, sai, qualcosa di questa portata con questo tipo di energia: non puoi fare a meno di essere nervoso”, ha detto nel video Zachary Weidman, uno studente di dottorato alla Texas A&M College. “Quindi, a questo punto, stiamo iniziando a rilasciare i documenti [and] preparandosi a coinvolgere altri ricercatori che vorrebbero esaminare determinati fenomeni.
Scienza esplosiva
Ancora una volta, le esplosioni sono ovunque nella scienza, dalla scala più piccola a quella più grande. Il nostro universo è iniziato con una grande esplosione. Le stelle morenti si spengono in una caotica detonazione di fuel cosmico, polvere e gravità – una supernova – e talvolta si trasformano in buchi neri. I nanodiamanti, un diamante estremamente piccolo ma robusto, escono da mini-detonazioni di atomi di carbonio stipati in strutture strette.
“Un’esplosione in qualsiasi contesto è un rilascio localizzato di energia così forte e veloce da generare un’onda d’urto”, ha detto Oran a Gizmodo. “Il DRTF verrà utilizzato per approfondire aspetti delle esplosioni che vanno dal comportamento più fondamentale dei fluidi con rilascio di energia localizzato agli effetti su ostacoli e materiali circostanti o incorporati”.
Su scale (relativamente) più piccole, la detonazione potrebbe guidare gli aerei ipersonici di prossima generazione. Jackson ha spiegato che il DRTF, in meno di cinque secondi, può produrre detonazioni a Mach 5, ovvero cinque volte la velocità del suono. I motori basati sulla detonazione, se realizzati, si spingerebbero in avanti sfruttando il rilascio rapido di esplosioni a velocità estreme.
“Tutto ciò che apprendiamo sulla generazione e sulle interazioni delle onde di reazione contribuisce alla base della conoscenza e aiuta con questioni che vanno dalla sicurezza alla propulsione dei motori fino all’origine dell’universo”, ha detto Oran.
