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Explosionstypen

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Explosionstypen

Man unterscheidet zwei Typen von Explosionen: Wärmeexplosionen und Kettenverzweigungsexplosionen.

W√§rmeexplosionen entstehen, wenn die Reaktionsenthalpie nicht schnell genug abgef√ľhrt werden kann und damit die Temperatur des Systems ansteigt. Der Temperaturanstieg f√ľhrt zu einem Anstieg der Reaktionsgeschwindigkeit und damit zu noch gr√∂√üerer W√§rmefreisetzung. Wenn man als Faustregel die RGT-Regel (Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel) zu Grunde legt: "Wird die Temperatur f√ľr eine chemische Reaktion um 10 K erh√∂ht, dann erh√∂ht sich die Reaktionsgeschwindigkeit um das 2- bis 4-fache", so kann man sich vielleicht vorstellen wie schnell dieser Vorgang zur Explosion f√ľhrt.(Theorien von Semenov, Frank-Kamenitzkii und Thomas). Kettenverzweigungsexplosionen entstehen bei radikalischen Reaktionen, wie der Knallgasreaktion. In einem bestimmten Temperatur- und Druckbereich finden mehr Kettenverzweigungen als Kettenabbruchreaktionen (durch Rekombination der Radikale) statt, so dass die Anzahl der Radikale und damit die freigesetzte Reaktionsenthalpie schnell ansteigt und zur Explosion f√ľhrt. Diese Typen unterscheiden sich in der Art der energiefreisetzenden chemischen Reaktion. In beiden F√§llen ist jedoch der thermodynamische Vorgang derselbe: Die freigesetzte Energie f√ľhrt zu rapider Temperatur- und Drucksteigerung sowie Volumenausdehnung, die das umgebende Material auseinander sprengt.

Schlie√ülich gibt es noch Explosionen, bei denen keine chemische oder nukleare Reaktion stattfindet, sondern lediglich ein zunehmender Druck in einer festen H√ľlle (z. B. gasreiches Magma in einem Vulkan oder Dampfexplosionen) diese zum Bersten bringt.


Eine weitere Unterscheidung wird makroskopisch getroffen:

  • Deflagration (z.B. Verpuffungen), bei der die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Flamm- oder Reaktionsfront langsamer als die Schallgeschwindigkeit des jeweiligen Mediums (des Explosivstoffs) ist und sich die Abgasschwaden entgegen der Ausbreitungsrichtung bewegen.
  • Detonation, die sich mit √úberschallgeschwindigkeit im Medium ausbreitet und bei der sich die Abgasschwaden in der Ausbreitungsrichtung bewegen.


Die Gegenrichtung zur Explosion ist die Implosion; hier expandiert das reaktive Medium nicht, sondern kontrahiert. Da die zur Implosion f√ľhrende mechanische Arbeit √ľber den Druck von der umgebenden Atmosph√§re geleistet und nicht von einem Sprengk√∂rper freigesetzt wird, ist der Energiebetrag, im Gegensatz zu dem einer Explosion, durch das implodierende Volumen und durch die Umgebungsbedingungen begrenzt.