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When Dr. Michael Murphy goes to work at Los Alamos National Laboratory he does what most can only dream of — he blows things up!

PIV laser system utilizing eight CFR 200 Nd:YAG lasers and external beam-combination optics. Photo by Jon Baltzer, Arizona State University.

En fait, dans le groupe W-6 Detonator Technology, le Dr. Murphy et ses collègues prennent les mesures d’ondes de choc extrêmement rapides de détonateurs.
Pourquoi mesurer le résultat de l’explosion d’un détonateur à partir d’ondes de choc ? Ce travail permet principalement de comprendre et de développer de nouveaux détonateurs plus sûrs.

Mais comment fait-on pour trouver un emploi dont le but est de faire exploser des détonateurs ?
Michael débute ses études à l’université de Californie Stanislaus où il obtient  son Bachelor en physique.
Grâce à ses connaissances toutes récentes en optique et en laser, il fait son Master à Urbana-Champaign à l’Université d’Illinois dans le département Mécanique théorique et appliquée, où il commence à s’intéresser aux explosifs.

Il fait son Doctorat au laboratoire Turbulence et Flux énergétiques à l’Université d’Arizona sur les conseils du Professeur Ronald Adrian, et occupe aujourd’hui un poste de post-doctorant à Los Alamos.
Dr Murphy étudie les flux induits par les explosions, qui sont extrêmes, dans le sens où ils contiennent des ondes de choc très fortes, à des vitesses supersoniques. 

Michael Murphy in the W-6 Detonator Technology lab at Los Alamos National Laboratory. Photo by Al Munger, W-6.

Pour ce faire, il a utilisé la méthode vélocimétrie laser (PIV) pour mesurer avec une grande précision (micro et nanoseconde) l’évolution temporelle et spatiale du choc induit et de la masse déplacée.
Son nouveau système de PIV est capable d’échantillonner 8 fois à 200 MHz le flux étudié.
Pour compléter son succès, son système de PIV a été conçu à partir de 8 lasers.
Chacun des 8 lasers produit une nappe de lumière idéale pour les mesures de PIV résolue en temps.
Le système laser est constitué de 4 doubles lasers optiquement recombinés pour produire 8 faisceaux colinéaires.
Les optiques de recombinaisons sont placées à l’extérieur du laser ce qui permet à l’utilisateur de contrôler son alignement. De plus, chaque laser possède un atténuateur d’énergie manuel pour faire varier l’énergie de 0 à 100 mJ.

De récentes recherches sur la détonation ont permis l’échantillonnage de champ de vitesse de 20 MHz démarrant 300 ns après le début de l’explosion. Les mesures PIV permettent simultanément d’enregistrer la vitesse du milieu sous le choc et de visualiser la géométrie de cette région. Cela constitue un tout nouveau moyen de caractérisation des détonations.

Sélection de publications du Dr Michael Murphy

  • Murphy MJ, Adrian RJ (2010) PIV space-time resolution of flow behind blast waves.  Accepted for publication in Exp Fluids.
  • Murphy MJ, Adrian RJ (2010) PIV through moving shocks with curved geometry.  Manuscript in review for Exp Fluids.
  • Murphy MJ, Adrian RJ (2009) Characterizing detonator output using dynamic witness plates.  In Proceedings of 16th APS Topical Conference on Shock Compression of Condensed Matter, Nashville, TNL.