Technical Report アンモニウムジニトラミドの凝縮相分解に関する詳細反応モデル構築

伊里, 友一朗  ,  三宅, 淳巳  ,  Izato, Yuichiro  ,  Miyake, Atsumi

アンモニウムジニトラミド(ADN: NH4N(NO2)2)は次世代固体/液体推進剤の酸化剤として最も期待されている. 本報告は, 量子化学計算によるADN の分解反応経路解明とその詳細反応モデル構築に関するものである. ADN は初期分解において, ADN 分子が分解してNO2・とNNO2NH4・が生成し, そのNNO2NH4・がNH3, N2O, OH・に分解する. さらにOH・がNO2・と結合することでHNO3 が生成する. 特定された反応経路構成する各素反応の反応速度定数は遷移状態理論および変分型遷移状態理論より反応速度定数を算出した. 熱力学データ(エントロピー, 比熱)は, 量子化学計算結果より分配関数を統計熱力学に基づき求めて算出した. 構築した詳細反応モデルを用いて昇温条件下のADN の分解機構を計算した結果, その熱挙動は実験値と良好に一致した.
Ammonium dinitramide (ADN: NH4N(NO2)2) is the most promising oxidizer for next generation solid and liquid propellants. This work presents the decomposition pathway of liquid ADN and a detailed chemical kinetics model based on quantum chemical calculations. In the initial stage of decomposition, the ADN decomposes to NO2・ and NNO2NH4. Following the initial decomposition, NNO2NH4・ decomposes to N2O, NH3 and OH・, and the OH・ combines NO2・ to yield HNO3. Rate coefficients were determined to allow the application of transition state theory and variational transition state theory to identified reactions. In addition, Thermal corrections, entropies, and heat capacities of chemical species were calculated from the partition function using statistical machinery based on the quantum chemistry calculation. The new model employed herein simulates the thermal decomposition of ADN under specific heating conditions and successfully predicts the exothermic behaviour.
形態: カラー図版あり
Physical characteristics: Original contains color illustrations

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