Brevet 4096005 - Composition d'ensemencement pyrotechnique des nuages ​​- 1978

1. Composition d'ensemencement de nuage pyrotechnique comprenant un oxydant contenant de l'iodate d'argent, un combustible de métal léger, un liant et un composé améliorant «l'efficacité» choisi dans le groupe constitué par hexachlorobenzène, hexabromobenzène, pentachlorobenzène, pentabromobenzène, tétrachlorobenzène, tétrabromobenzène, hexachlorocyclohexane, hexabromocyclohexane , l'hexachloroéthane, l'hexabromoéthane et leurs mélanges, ledit composé étant solide à des températures normalement rencontrées dans la préparation et la manipulation de la composition pyrotechnique avant l'inflammation de celle-ci.
2. Composition d'ensemencement de nuage pyrotechnique selon la revendication 1, dans laquelle ledit composé comprend d'environ 0,1 à environ 10% en poids de la composition.

3. Composition d'ensemencement de nuage pyrotechnique selon la revendication 1, dans laquelle ledit composé est l'hexachlorobenzène.

4. Composition d'ensemencement de nuage pyrotechnique selon la revendication 3, dans laquelle ledit hexachlorobenzène comprend de 0,1 à environ 10% en poids de la composition.

5. Composition d'ensemencement de nuage pyrotechnique selon la revendication 1, dans laquelle ledit combustible de métal léger est choisi dans le groupe constitué par l'aluminium et le magnésium et ledit composé est l'hexachlorobenzène.

6. Composition d'ensemencement de nuage pyrotechnique comprenant d'environ 60 à environ 85% en poids d'iodate d'argent, d'environ 10 à environ 40% en poids d'un combustible choisi dans le groupe comprenant l'aluminium et le magnésium, d'environ 5 à environ 15% en poids liant en poids et d'environ 0,1 à environ 10% en poids d'hexachlorobenzène.

7. Composition d'ensemencement de nuage pyrotechnique comprenant environ 5% en poids de magnésium, environ 11% en poids d'alumium, environ 74% en poids d'iodate d'argent, environ 7% en poids de liant et environ 3% d'hexachlorobenzène.

DOMAINE DE L'INVENTION

La présente invention concerne des compositions pyrotechniques améliorées et plus particulièrement des compositions pyrotechniques améliorées qui, lors de la combustion, provoquent la génération de noyaux de glace à utiliser dans la modification du temps. Plus spécifiquement, l'invention concerne une composition pyrotechnique améliorée du type comprenant de l'iodate d'argent, des combustibles de métaux légers tels que l'aluminium et le magnésium et un liant.

CONTEXTE DE L'INVENTION

Les compositions pyrotechniques d'ensemencement des nuages ​​sont généralement anciennes et bien connues. Ces compositions ont été largement utilisées pour modifier artificiellement le temps par injection, sous une forme finement dispersée telle qu'une fumée, dans les nuages ​​dans le but de créer des noyaux glacés. Les noyaux glacés ont pour effet de créer de la pluie, de réduire la grêle et même de prévenir la pluie en sursemis. Des descriptions détaillées du procédé d'ensemencement des nuages ​​et des compositions à cet effet apparaissent dans l'art antérieur, y compris les brevets délivrés et la littérature publiée.

Comme l'art de semer des nuages ​​à des fins de modification météorologique s'est développé, l'une des principales compositions développées à cet effet est une composition pyrotechnique composée d'iodate d'argent qui, lors de la combustion de la composition, produit des noyaux de glace artificielle en iodure d'argent. les métaux légers aluminium et magnésium, et un liant approprié tel qu'une résine époxy. Les compositions pyrotechniques ont été modifiées par l'inclusion de divers combustibles, liants, agents oxydants, iodates alcalins et autres matériaux. L'efficacité de ces compositions est généralement mesurée en termes d'efficacité de nucléation, c'est-à-dire le nombre de noyaux de glace par gramme de composition à la température de nucléation. Cette température est généralement comprise entre 0 et -20 ° C. Bien que les compositions soient généralement plus efficaces aux basses températures, beaucoup d'entre elles montrent une diminution marquée de leur efficacité à mesure que la température approche 0 ° C.

Les principes de base impliqués dans l'ensemencement des nuages ​​impliquent la formation, dans un nuage super-refroidi, de noyaux de glace artificielle. Les noyaux artificiels favorisent la précipitation de l'humidité sous forme de pluie à partir du nuage super-refroidi. L'efficacité de la composition génératrice de noyaux de glace artificielle est déterminée par le nombre de noyaux de glace artificielle produits par gramme d'ingrédients actifs, habituellement de l'iodure d'argent.

Une grande variété de compositions pyrotechniques a été décrite dans la technique, et les brevets suivants sont illustratifs:
______________________________________
Éditer Pat. Date Date de l'inventeur
______________________________________

3 046 168

7-24-62 L. A. Burkhardt

Produit chimiquement

Fumées colorées

3.140.107

7-7-64 M. M. Williams

Composition pyrotechnique

3 375 148

3-26-68 W. G. Finnegan

Pyrotechnie comprenant

Iodate d'argent, ammonium

Nitrate, nitrocellulose

et esters de nitrate

, 418 184

12-24-68 R. F. Vetter

Production de fumée

Propergol

3.630.950

12-28-71 H. M. Papee Combustible Compositions

(maintenant Re. Pour Générer des Aérosols,

29,142) Particulièrement adapté pour

Modification du Cloud et

Contrôle météorologique et

Processus d'aérosolisation

3 677 840

7-18-72 G. C. Shaw Pyrotechnie Comprenant

Oxyde d'argent pour

Modification de la météo

3 698 968

10-17-72 D. M. Johnson

Composition pyrotechnique

3 769 107

10-30-73 D. M. Johnson

Composition pyrotechnique

Pour générer du plomb

Fumée basée

3 802 971

4-74 L. A. Burkhardt

Formulations pyrotechniques

Pour la modification du temps

Comprenant un mélange de

Iodates

DESCRIPTION DU MODE DE REALISATION PREFERE

Il a maintenant été découvert que l'efficacité de la plupart des compositions d'ensemencement de nuages ​​pyrotechniques peut être sensiblement améliorée par l'addition de petites quantités d'un composé organique halogéné, en particulier de l'hexachlorobenzène. La raison de l'efficacité de l'addition d'hexachlorobenzène et de matériaux apparentés n'est pas connue. Il a été observé que les compositions incorporant de l'hexachlorobenzène selon la présente invention sont sensiblement plus efficaces et produisent une plus grande quantité de noyaux de congélation par la glace que les mêmes compositions sans l'hexachlorobenzène.
L'hexachlorobenzène est un solide stable aux températures normalement rencontrées dans la production, le stockage et l'utilisation des compositions pyrotechniques jusqu'au point d'allumage des compositions. D'autres matériaux ayant des caractéristiques physiques similaires à l'hexachlorobenzène sont les matières organiques halogénées comprenant l'hexabromobenzène, l'hexaiodobenzène, le pentachlorobenzène, le pentabromobenzène, le tétrachlorobenzène, le tétrabromobenzène, le tétraiodobenzène, l'hexachloroéthane, l'hexabromoéthane, l'hexachlorocyclohexane et l'hexabromocyclohexane. En général, ces matériaux peuvent être caractérisés comme composés organiques halogénés, ont un point de fusion supérieur à 50 ° C, sont des solides stables à température ambiante et les températures normalement rencontrées lors de la préparation, du conditionnement, du stockage et de l'utilisation des compositions, et se décomposer dans la flamme pyrotechnique lors de l'allumage de la composition.

Les compositions pyrotechniques sont généralement celles comprenant de l'iodate d'argent ou des matériaux formant des noyaux de congélation de glace apparentés, des métaux légers tels que le magnésium et l'aluminium, et un liant tel qu'un liant époxy ou un autre liant polymère. Ces compositions pyrotechniques de base sont bien connues dans l'art. Voir, par exemple, les brevets listés ci-dessus, dont les descriptions sont incorporées ici par référence.

Les compositions pyrotechniques d'ensemencement de nuages ​​selon la présente invention comprennent de 60 à 85% en poids d'iodate d'argent, de 10 à 40% en poids d'un combustible de la classe constituée d'aluminium et de magnésium, de 5 à 15% en poids de liant, et d'environ 0,1 à environ 10% d'un composé organique halogéné ayant un point de fusion d'au moins environ 50 ° C, qui est un solide stable aux températures normalement rencontrées dans la préparation et la manipulation de la composition pyrotechnique avant son allumage, et qui se décomposent dans la flamme pyrotechnique lors de l'allumage de la composition.

D'autres agents oxydants, en plus de l'iodate d'argent, peuvent être ajoutés de manière souhaitable. De tels agents oxydants sont connus dans la technique et comprennent l'iodate d'ammonium, le nitrate d'ammonium, le nitrate de potassium, le perchlorate de potassium, l'iodate de potassium, le nitrate de sodium, le nitrate de strontium et analogues.

Les exemples suivants illustrent la présente invention:

EXEMPLES

Des mélanges de cent grammes de sept formulations ont été préparés. Chaque mélange consistait en une poudre de magnésium de 100 mesh, une poudre d'aluminium de 200 mesh, une poudre d'iodate d'argent très fine, une poudre d'hexachlorobenzène très fine et une résine époxy de faible viscosité pour le liant. Le pourcentage en poids de chaque composant est indiqué dans le tableau 1.

Tableau 1
______________________________________
EXEMPLE Composante I II III IV V VI VII
______________________________________

Magnésium 5.12 5.12 5.12 5.12 5.12 5.12 5.12

Aluminium 10,63 10,63 10,63

10,63

10,63

10,63

10,63

Iodate d'argent

77,05 76,86 76,67

76.30

75.55

74,05

71,05

Hexachlorobenzène

0,00 0,19 0,38 0,75 1,50 3,00 6,00

Liant époxy

7,20 7,20 7,20 7,20 7,20 7,20 7,20

______________________________________

Chaque mélange a été préparé en pesant le liant époxy dans une coupelle en carton revêtue de plastique de la taille d'une pinte propre. Les poudres métalliques ont ensuite été ajoutées et mélangées en utilisant une spatule en acier inoxydable. L'iodate d'argent et l'hexachlorobenzène ont ensuite été ajoutés et le mélange a été mélangé très soigneusement jusqu'à ce qu'il soit hémogène. Le mélange a été fait derrière un écran de verre de sécurité. Chaque mélange de cent grammes a été divisé en quatre portions de 25 grammes. Chaque portion a été comprimée dans un tube phénolique, d'un diamètre intérieur de 21/32 pouces, en trois étapes, à une pression d'environ 3000 psi, formant une bougie pyrotechnique. Les bougies ont été durcies 24 heures à 140 ° F. Une bobine de fil de nichrome et une boue d'allumage ont ensuite été placées sur chaque pyrotechnique pour permettre l'allumage à distance.

Des tests d'efficacité ont été effectués sur chaque échantillon en utilisant la procédure suivante: L'échantillon pyrotechnique a été brûlé dans une grande soufflerie pour diluer la concentration de fumée. Un échantillon a été prélevé de la soufflerie dans une seringue et injecté dans une chambre de nuage dans laquelle un nuage a été formé et stabilisé à une température connue et étroitement contrôlée. La quantité d'iodure d'argent dans l'échantillon a été calculée à partir du temps de combustion de l'échantillon, du débit du tunnel, du volume de la seringue et d'autres facteurs connus. Le nombre de cristaux de glace formés dans la chambre à brouillard a été mesuré optiquement puis rapporté à la quantité d'iodure d'argent pour déterminer «l'efficacité» définie comme «nombre de cristaux de glace formés par gramme d'iodure d'argent», comme indiqué dans le tableau 2.
Tableau 2
__________________________________________________________________________
EXEMPLE Temp. I II III IV V VI VII
__________________________________________________________________________

-8.0 ° C

- 1,0 × 1011

6,0 × 1010

4,5 × 1010

1,2 × 1011

- 1,4 × 1012

-7,5 ° C

6,0 33 109

- - - - 6,4 × 1011

-

-6.0 ° C

6,9 × 108

- - - - 4,1 × 1010

-

__________________________________________________________________________

D'après les résultats présentés dans le tableau 2, une différence d'environ 2 ordres de grandeur a été trouvée entre les formulations d'hexachlorobenzène à 0 et 3%. En d'autres termes, la formulation avec 3% d'hexachlorobenzène était 100 fois plus efficace à ce pourcentage que les formulations sans aucun. C'est une découverte très significative compte tenu du prix de l'argent. Les formulations entre 0 et 3% ont montré une efficacité intermédiaire, tandis que celle à 6% a montré peu de différence avec la formulation à 3%. Il semble que 3% soit proche de la construction optimale. Cependant, il convient de noter qu'une augmentation significative de l'efficacité ne s'est pas produite avec moins de 0,2% en poids d'hexachlorobenzène.

On a observé que l'addition d'hexachlorobenzène selon les exemples ci-dessus conduit à la production d'une plus grande quantité de noyaux de congélation à des températures plus élevées, à savoir des températures comprises entre 0 et -8 ° C, par rapport à des compositions similaires. sans l'organique halogéné. Alors que le matériau chloré utilisé était l'hexachlorobenzène, tout composé de chlore qui est stable à la température ambiante et qui se décomposera dans la flamme pyrotechnique devrait fonctionner. Les essais d'efficacité de la glaciation menés à -8 ° C ont montré une efficacité d'environ 1010 cristaux de glace par gramme d'iodure d'argent sans addition d'hexachlorobenzène et d'environ 1012 avec 3, 6 et 9% en poids d'hexachlorobenzène ajouté.

Bien qu'un certain mode de réalisation illustratif ait été décrit de manière très détaillée, il doit être entendu qu'il n'y a pas d'intention de limiter l'invention à la forme spécifique décrite. Au contraire, l'intention est de couvrir toutes les modifications, constructions alternatives, équivalents et utilisations entrant dans l'esprit et la portée de l'invention tels qu'exprimés dans les revendications annexées.

Extraits Choisis

Paul Crutzen, prix Nobel pour ses travaux sur la couche d’ozone, Le Monde du 30 janvier 1997

Lorsque des prévisions apocalyptiques furent avancées, on ne connaissait pas exactement l’ampleur de la détérioration de la couche d’ozone. Maintenant on sait que les dégâts sont très faibles. La démonstration a été faite que la couche d’ozone se détériore à un rythme fort ralenti.

Professeur Kunihiko Takeda, Vice-Chancellier de l’Institut de Science et de Technologie, Université Chubu

La peur est une arme très efficace : elle produit l’effet désiré sans grande perte. Le réchauffement global n’a rien à voir avec le CO2 quelle qu’en soit la quantité produite ou avec ce que nous faisons.

Prof. Chris Folland, Hadley Centre for Climate Prediction and Research

Les données ne comptent pas. Nous ne basons pas nos recommandations sur les données. Nous les basons sur les modèles climatiques.

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