The Size Effects and Before-Threshold Mode of Solid-State Chain Reaction

Abstract

In this work size effects and before-threshold mode of the solid state reaction in silver azide crystals were experimentally and theoretically researched. It was shown that if the crystal’s size decreases the critical initiation energy density considerably increases. This is because of the bigger speed of the electron-carriers’ recombination on the crystal surfaces in comparison with the same value for the bulk. Before-threshold mode of the solid state branched chain reaction can be observed if the energy of the initiation is smaller than the critical value; and the carriers’ diffusion length is comparable with the sample sizes or with the area there the initiating irradiation absorbed. The results of the research are necessary to work out the details of optical detonator

В работе экспериментально и теоретически исследованы размерные и допороговые режимы разветвленных твердофазных цепных реакций разложения кристаллов азида серебра. Показано, что с уменьшением размера кристалла пороговая плотность энергии перехода медленного разложения во взрывное существенно увеличивается. Причина проявления размерных эффектов связана с повышенной скоростью обрыва цепи на поверхности по сравнению с объемом. Допороговые эффекты разветвленных твердофазных цепных реакций наблюдаются в тех случаях, когда диффузионная длина носителей цепи сопоставима с размерами образца или с областью поглощения лазерного излучения, а энергия инициирующего импульса меньше соответствующей критической величины