Explosion: Unterschied zwischen den Versionen

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Folgendes ist eine zusammengesetzte Definition nach den Definitionen von Dunkle(1957),Cook(1958),Baum(1959)und Andreev & Belyaev(1960):
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Eine Explosion ist ein Prozess sehr schneller physikalischer oder chemischer Umwandlung einer Substanz, die begleitet wird von einer extrem schnellen Umwandlung ihrer potentiellen Energie in mechanische Arbeit.<sup>1</sup>
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Eine Explosion ist ein Prozess sehr schneller physikalischer oder chemischer Umwandlung einer Substanz, die begleitet wird von einer extrem schnellen Umwandlung ihrer potentiellen Energie in mechanische Arbeit.Dies alles wird verursacht durch die Kompression und Bewegung von Ursprungsmaterial oder dessen Zerfallsprodukten. Jede physikalische Explosion wird begleitet von der Entstehung  sehr großer Hitze, während jede chemische Explosion begleitet wird von der Entstehung großer Mengen an Gasen unter hohem Druck und manchmal auch Rauch. Jede Explosion produziert eine Schockwelle in dem sie umgebenden Medium und wird von einem lauten Knall begleitet. Die Tonqualität des Knalls einer Explosion ist die eines Kanonenabschusses (Kanonenschlag)im Gegensatz zu dem Knall einer Detonation der eine schärfere und höhere Tonqualität hat.
 
  
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Unter einer Explosion (explosive [[Umsetzung]]) wird die chemische Umsetzung ([[Reaktion]]) von [[explosionsgefährlich]]en und [[explosionsfähig]]en (siehe [[Explosivstoff]]) Stoffen verstanden. Man unterscheidet folgende Formen von Explosionen:
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Bei chemischen Explosionen entstehen typischerweise große Mengen an Gas, die durch die hohe Temperatur bei ihrer Entstehung unter großem Druck stehen. Die entstehenden Gase und ihr hoher Druck führen zu einer plötzlichen Volumenzunahme und der heftigen Freisetzung von Energie.
  
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1. [[Abbrand]]: Die [[Reaktionsgeschwindigkeit]] ist von äußeren Bedingungen abhängig. Es baut sich kein wesentlicher [[Druck]] auf. Die lineare Fortpflanzungsgeschwindigkeit liegt bei <=0,1m/s, der flächenbezogene Massendurchsatz ist <=100kg/s*m<sup>2</sup>. Der explosive ''Abbrand'' ist nicht zu verwechseln mit der ''Verbrennung'' nicht-explosiver Stoffe, welche umgangssprachlich ebenfalls oft als ''Abbrennen'' bezeichnet wird.  
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Von physikalischer Explosion spricht man, wenn die Gasentwicklung nicht durch eine chemische [[Reaktion]], sondern durch das plötzliche Verdampfen einer Substanz erfolgt (z.B. "explodierender Brückendraht-Zünder", bei dem Metall durch sehr hohen Stromfluss verdampft wird).
  
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2. [[Deflagration]]: ("Wärmeleitungsgestützt") Die Reaktionsgeschwindigkeit ist von äußeren Bedingungen abhängig. Es können sich erhebliche Drücke aufbauen. Die lineare Fortpflanzungsgeschwindigkeit liegt bei 0,1 bis 1000m/s, der flächenbezogene Massendurchsatz ist 100 bis 1.000.000kg/s*m<sup>2</sup>.  
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Jede Explosion erzeugt Kompressionswellen in dem sie umgebenden Medium, zunächst also in der explodierenden Substanz. Die Wellen breiten sich auch nach dem Übergang auf die Umgebungsluft weiter aus, weshalb Explosionen von einem lauten [[Knall]] begleitet werden.
  
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[[Rinkenbach]] (1957) gibt folgende Definition: ''"Deflagration ist eine Art von Explosion, die sich von der Detonation unterscheidet und besteht aus der sehr schnellen Autoverbrennung von Partikeln von Explosivstoffen als ein Oberflächenphänomen. Im Falle der Deflagration fließen die Reaktionsprodukte weg von dem unreagierten Material, während  diese bei der Detonation unter extrem hohem Druck stehen und in das unreagierte Material fließen."''
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In der aktuellen Literatur (z.B. Meyer, Köhler, Homburg 2007) werden die chemischen Explosionstypen anhand der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Reaktion unterteilt: bei Umsetzungsgeschwindigkeiten unterhalb der Schallgeschwindigkeit in der explodierenden Substanz spricht man von [[Deflagration]], bei Umsetzungen mit Überschallgeschwindigkeit (i.d.R. > 1000 m/s) und dem Auftreten einer Stoßwelle (''shock wave'') von [[Detonation]]. Diese beiden Explosionsformen unterscheiden sich in mehreren Punkten, siehe dazu die entsprechenden Artikel.
  
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3. [[Detonation]]: ("Stoßwellengestützt") Die Reaktionsgeschwindigkeit ist von äußeren Bedingungen nahezu unabhängig. Es treten hohe Drücke auf. Die lineare Fortpflanzungsgeschwindigkeit liegt über 1000m/s, der flächenbezogene Massendurchsatz ist >1.000.000kg/s*m<sup>2</sup>.
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In der älteren Literatur (Federoff et al (1960) und darin zitierte Arbeiten) wird der Begriff "Explosion" teils nur für Deflagrationen, nicht aber für Detonationen benutzt, um die Unterschiede zwischen den beiden Reaktionsverläufen stärker zu betonen.
  
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Welcher Reakionstyp bei einer Explosion auftritt, hängt - neben den Eigenschaften des jeweiligen [[Explosivstoff|Explosivstoffs]] bzw. [[explosionsfähig|explosionsfähigen]] Stoffs - auch von der Art des Reaktionsstarts ([[Anzündung]] oder [[Zündung (Sprengstoff)|Zündung]]) und den Umgebungsbedingungen ab. Unter Umständen kann auch ein Reaktionstyp in den anderen übergehen.
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Soweit [[pyrotechnischer Satz|pyrotechnische Sätze]] explodieren und nicht nur [[Abbrand|abbrennen]], handelt es sich normalerweise um Deflagrationen.
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===Anmerkungen===
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<sup>1</sup> In der BGV B5 "Explosivstoffe - Allgemeine Vorschrift" wird der Begriff "Explosion" sogar nur auf die mechanische Wirkung des plötzlichen Druckanstiegs beschränkt.
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===Literatur===
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siehe auch [[Literaturzitate_Explosion|Literaturzitate zu Explosion, Detonation, Deflagration]]
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*R. Meyer, J. Köhler, A. Homburg (2007): Explosives. 6th edition, Wiley-VCH
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*B. T. Federoff et al. (1960): Encyclopedia of explosives and related items, Vol. 1. Picatinny Arsenal, Dover, NJ
  
 
[[Kategorie:Lexikon]]
 
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[[Kategorie:Fachkunde]]
 
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Aktuelle Version vom 28. August 2008, 14:13 Uhr

Explosion

Eine Explosion ist ein Prozess sehr schneller physikalischer oder chemischer Umwandlung einer Substanz, die begleitet wird von einer extrem schnellen Umwandlung ihrer potentiellen Energie in mechanische Arbeit.1

Bei chemischen Explosionen entstehen typischerweise große Mengen an Gas, die durch die hohe Temperatur bei ihrer Entstehung unter großem Druck stehen. Die entstehenden Gase und ihr hoher Druck führen zu einer plötzlichen Volumenzunahme und der heftigen Freisetzung von Energie.

Von physikalischer Explosion spricht man, wenn die Gasentwicklung nicht durch eine chemische Reaktion, sondern durch das plötzliche Verdampfen einer Substanz erfolgt (z.B. "explodierender Brückendraht-Zünder", bei dem Metall durch sehr hohen Stromfluss verdampft wird).

Jede Explosion erzeugt Kompressionswellen in dem sie umgebenden Medium, zunächst also in der explodierenden Substanz. Die Wellen breiten sich auch nach dem Übergang auf die Umgebungsluft weiter aus, weshalb Explosionen von einem lauten Knall begleitet werden.

In der aktuellen Literatur (z.B. Meyer, Köhler, Homburg 2007) werden die chemischen Explosionstypen anhand der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Reaktion unterteilt: bei Umsetzungsgeschwindigkeiten unterhalb der Schallgeschwindigkeit in der explodierenden Substanz spricht man von Deflagration, bei Umsetzungen mit Überschallgeschwindigkeit (i.d.R. > 1000 m/s) und dem Auftreten einer Stoßwelle (shock wave) von Detonation. Diese beiden Explosionsformen unterscheiden sich in mehreren Punkten, siehe dazu die entsprechenden Artikel.

In der älteren Literatur (Federoff et al (1960) und darin zitierte Arbeiten) wird der Begriff "Explosion" teils nur für Deflagrationen, nicht aber für Detonationen benutzt, um die Unterschiede zwischen den beiden Reaktionsverläufen stärker zu betonen.

Welcher Reakionstyp bei einer Explosion auftritt, hängt - neben den Eigenschaften des jeweiligen Explosivstoffs bzw. explosionsfähigen Stoffs - auch von der Art des Reaktionsstarts (Anzündung oder Zündung) und den Umgebungsbedingungen ab. Unter Umständen kann auch ein Reaktionstyp in den anderen übergehen.

Soweit pyrotechnische Sätze explodieren und nicht nur abbrennen, handelt es sich normalerweise um Deflagrationen.

Anmerkungen

1 In der BGV B5 "Explosivstoffe - Allgemeine Vorschrift" wird der Begriff "Explosion" sogar nur auf die mechanische Wirkung des plötzlichen Druckanstiegs beschränkt.

Literatur

siehe auch Literaturzitate zu Explosion, Detonation, Deflagration

  • R. Meyer, J. Köhler, A. Homburg (2007): Explosives. 6th edition, Wiley-VCH
  • B. T. Federoff et al. (1960): Encyclopedia of explosives and related items, Vol. 1. Picatinny Arsenal, Dover, NJ
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