An approximate theory of the laser-induced ignition of boron / potassium nitrate pyrotechnic under the condition of one-dimensional heat input was discussed. The surface temperature, at which the exothermic chemical reaction could be sustained without the heat input by laser irradiation, was theoretically derived. In the process of the derivation, the exothermic chemical reaction of boron and potassium nitrate was assumed to occur in the immediate vicinity of the surface heated up by laser irradiation. The surface temperature profile was obtained by solving the heat conduction equation in which an Arrhenius type chemical reaction source was incorporated. The equation was approximately solved by adopting the solution method proposed by Friedman. Since the derived surface temperature well agreed with the surface temperature measured at the onset of ignition in the laser ignition test, it was found that the derived surface temperature could be used as the laser ignition criterion. The ignition delay derived from this technique was in good agreement with the test result in the range of the laser power density utilized in the test.
一次元的な入熱条件下において，ホウ素/硝石系点火薬のレーザ着火機構の近似理論について検討を行った。本研究で は，ホウ素と硝石の発熱反応がレーザ照射により加熱されたレーザ受光面の極近傍において生じるものと仮定し，この 領域における発熱反応がレーザ照射による入熱がなくとも継続可能となったときに着火に至るという条件から，着火時 のレーザ受光面温度を理論的に導出した。本手法の妥当性を検証するために点火薬のレーザ着火試験を実施した。着火 に至った時のレーザ受光面温度を測定し，この温度は理論的に導出された着火温度とよく一致した。このことから，レー ザ受光面温度が着火温度に到達するか否かを着火判定基準として採用した。この際，レーザ受光面温度の履歴は，Friedman によって提案された解法を用い，固相の熱伝導方程式を二段階に分割して近似的に解くことにより導出した。本手 法により予測されるレーザ照射開始から着火に至るまでの時間は，レーザ着火試験により得られた結果とほぼ一致した。
Boron, potassium nitrate, laser-induced ignition, ignition temperature, one-dimensional ignition model.