شبيه سازي تجزيه حرارتي RDX با استفاده از ديناميك مولكولي واكنشي

Simulation of Thermal Decomposition of RDX by Reactive Molecular Dynamics

سيكلو تري متيلن تري نيترامين(RDX) با فرمول C3H6N6O6 يك مولكول آلي پرانرژي است كه به صورت وسيعي در اقلام ناريه بكار مي رود. با تحريك قسمتي از اين ماده، واكنش تجزيه در آن، با سرعت بسيار زياد اتفاق مي افتد. براي شبيه سازي آغازش از تكنيك ديناميك مولكولي و كد LAMMPS با ميدان نيروي واكنشي ReaxFF-lg استفاده شد. تغييرات در انرژي پتانسيل براي 5 دماي مختلف تا 3 نانوثانيه محاسبه شد. محصولات حاصل از تجزيه سيستم در هنگردهاي NVT و NVE براي مقادير مختلفي از دما و انرژي تحريك آغازش گرمايي محاسبه شد. انرژي فعال سازي طبق معادله آرنيوس، برابر Kcalmol-1 13/24محاسبه شد. حداقل دماي لازم براي تشكيل مولكول هيدروژن K 2500 بوده و زمان تشكيل آن براي چندين حالت محاسبه شد. بيشترين مقدار توليد نيتروژن و هيدروژن در K 3000و زمان لازم براي تكميل واكنش تجزيه براي دمايK 2500، برابر 2000 پيكوثانيه به دست آمد.

By stimulating Cylotrimethylenetrinitramine (RDX) through exerting temperature or mechanical impact or friction, decomposition reaction occurs at very high rate. Molecular dynamic technique and LAMMPS code with ReaxFF-lg were employed to simulate initiation of RDX. Potential energy variations of the system were calculated over time for five different temperatures up to 3 nanoseconds and the products of decomposed system respect to time were determined at each stage of stimulation for different values of temperature and thermal initiation stimulation energy in NVE and NVT ensembles. The activation energy of decomposition was calculated 24.13 Kcal.mol-1 through Arrhenius equation. The minimum needed temperature to produce hydrogen molecules with temperature decomposition was about 2500 K and production times for several conditions were calculated. The amount of nitrogen and hydrogen production were increased with raising temperature and reached maximum at 3000 K. Maximum values of nitrogen and hydrogen production were at 3000 K. The time required to complete the decomposition reaction was 2000 picosecond at 2500 K.