L-202 Critical Diameter Correlations

Knowing the critical diameter of an energetic material is important, as it can provide information about its sensitivity and performance, as well as what tests should be used for characterization.  However, finding this value quickly and precisely can be complicated. So this report presents several ways to have a better estimation of the critical diameter knowing other properties of interest for munitions safety. A correlation between the Large Scale Gap Test from the Naval Ordnance Laboratory (NOL LSGT) and the critical diameter has been found and could already be used for determination of an approach critical diameter value. Moreover, using the link found between the NOL LSGT and Small Scale Gap Test (SSGT), the critical diameter could now be estimated using the SSGT results. Correlations with the density, the composition and the Held criterion have also been found but present only a trend and need more data to be exploited. Finally, the Gurney energy, the Figure of Insensitiveness of the Rotter Impact test and the detonation performances do not present any relationship with the critical diameter. To expand this work, more experiment should be realized and more importantly an international standard should be provided to harmonize the determination of the critical diameter.

Connaître le diamètre critique d’un matériau énergétique est important, car il peut nous donner de nombreuses informations sur sa sensibilité et ses performances, mais aussi sur quels tests utiliser pour déterminer ses caractéristiques. Cependant trouver rapidement et précisément cette valeur peut être compliqué. Ainsi ce rapport présente différentes manières d’obtenir le diamètre critique d’un explosif connaissant une autre propriété d’intérêt pour la sécurité des munitions. Une corrélation entre l’épreuve d’amorçabilité derrière barrière à grande échelle du Naval Ordnance Laboratory (NOL LSGT) et le diamètre critique a été trouvée. Elle peut actuellement être utilisée pour déterminer une valeur approchée du diamètre critique. De plus, en utilisant le lien trouvé entre les épreuves d’amorçabilité derrière barrière à petite et grande échelle, il est possible d’estimer le diamètre critique en utilisant les résultats à petite échelle. Il a aussi été trouvé des corrélations entre le diamètre critique et la densité, la composition et le critère de Held. Mais elles ne présentent qu’une tendance et requièrent plus de données pour être correctement exploitées. Finalement, l’énergie de Gurney, l’indice d’insensibilité du test à l’impact de type « Rotter » et les performances de détonation ne présentent aucune relation avec le diamètre critique. Pour compléter ce projet, plus d’expérience devront être réalisées. De plus, il est important qu’une norme internationale harmonisant les méthodes de détermination du diamètre critique soit créée.