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Explosion

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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