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Explosion

Dieser Artikel befasst sich mit dem Begriff der Explosion. Für weitere Bedeutungen siehe Explosion (Begriffsklärung)

Eine Explosion ist eine Oxidations- oder Zerfallsreaktion mit plötzlichem Anstieg der Temperatur, des Druckes oder beider gleichzeitig (DIN EN 1127-1; 1997). Dabei kommt es zu einer plötzlichen Volumenausdehnung von Gasen und der Freisetzung von großen Energiemengen auf kleinem Raum, zum Beispiel durch Sprengstoffe, explosionsfähige Atmosphäre oder aufgestaute Gase etwa in Vulkanen. Die plötzliche Volumenerweiterung verursacht eine Druckwelle, die bei einer idealen (von einer Punktquelle ausgehenden) Explosion durch das Modell der Detonationswelle beschrieben werden kann.

Inhaltsverzeichnis

Unterscheidungen

Explosion = Oxidation = Oxide

Explosionstypen

Chemische Explosionen

Man unterscheidet zwei Typen von chemischen Explosionen: Wärmeexplosionen und Kettenverzweigungsexplosionen.

Diese Typen unterscheiden sich in der Art der Energie freisetzenden chemischen Reaktion. In beiden Fällen ist jedoch der thermodynamische Vorgang derselbe: Die freigesetzte Energie führt zu rapider Temperatur- und Drucksteigerung sowie Volumenausdehnung, die das umgebende Material auseinander sprengt.

Atomexplosionen

Soweit durch Kräfte in Atomkernen atomare Zerfallsprozesse von sehr schweren Elementen, nämlich Uran235, Uran233, Thorium232 oder Plutonium, durch eine Kettenreaktion ausgelöst werden, kann es zu einer Atomexplosion kommen. Eine Explosion kann auch durch das Verschmelzen sehr leichter Kerne in sogenannten Wasserstoffbomben erzielt werden. Hierbei werden die größten Energiemengen von allen von Menschen ausgelösten Explosionen frei gesetzt.

Explosionen aus physikalischen Ursachen

Schließlich gibt es noch Explosionen, bei denen keine chemische oder nukleare Reaktion stattfindet, sondern lediglich ein zunehmender Druck in einer festen Hülle (z. B. gasreiches Magma in einem Vulkan oder Dampf in einen Kessel) diese zum Bersten bringt. Auch das plötzliche sehr starke Erhitzen von Flüssigkeiten, die dann unter großer Volumenzunahme in einen gasförmigen Zustand übergehen kann zu einer Physikalischen Explosion führen.

Makroskopisch

Eine weitere Unterscheidung wird makroskopisch getroffen:

Wirkrichtung

Die Gegenrichtung zur Explosion ist die Implosion; hier expandiert das reaktive Medium nicht, sondern kontrahiert. Da die zur Implosion führende mechanische Arbeit über den Druck von der umgebenden Atmosphäre geleistet und nicht von einem Sprengkörper freigesetzt wird, ist der Energiebetrag, im Gegensatz zu dem einer Explosion, durch das implodierende Volumen und durch die Umgebungsbedingungen begrenzt.

Vorkommen

Explosionen in der Natur

In der Natur kommt es meistens im Zusammenhang mit Vulkanismus zu Explosionen. Hierunter fallen explosionsartig verlaufende Vulkanausbrüche (z. B. Krakatau 1883) oder Wasserdampfexplosionen. Wasserdampfexplosionen, ein Fall von Physikalischer Explosion, entstehen bei Kontakt von Wasser mit Magma.

Auch Einschläge von Meteoriten können zu Explosionen führen, wenn diese mit ausreichender Geschwindigkeit auf den Boden oder auf Wasser treffen oder infolge des Luftwiderstands in der Atmosphäre sehr stark abgebremst werden. In beiden Fällen wird Bewegungsenergie in sehr kurzer Zeit in Wärme umgewandelt, was zur explosionsartigen Verdampfung des Meteoriten und ggf. des Auftreffmediums (Erdreich, Wasser) führt. Bei Landeinschlägen entstehen auf diese Weise Einschlagskrater.

In der Astronomie wird das Ende des Lebenszyklus von massereichen Sternen mit dem Begriff der Supernova bezeichnet. Diese stellen die größte (bezogen auf die freigesetzte Energie) bisher bekannte Form einer Explosion dar.

Explosionen als gewolltes oder ungewolltes Menschenwerk

Technisch lassen sich zwei "Typen" von Explosionen unterscheiden, gewollte und ungewollte Explosionen. Gewollte Explosionen werden meist mit dem Begriff der Sprengung beschrieben, sie dienen unterschiedlichen technischen (Steinbrüche, Minen, Feuerwerkskörper, Tunnelbau) oder militärischen Zwecken. Als Mittel zur Durchführung dieser Explosionen werden Sprengstoffe verwendet. Die größte gewollte Explosion aller Zeiten war die der Zar-Bombe, der größten jemals gezündeten Wasserstoffbombe, die 1961 von der Sowjetunion gezündet wurde, und eine Sprengkraft von 50 bis 60 Megatonnen besaß.

Ungewollte Explosionen treten praktisch immer als Folge gestörter technischer Prozesse auf. Dies kann die fehlerhafte Bedienung eines Gasanschlusses in Wohnhäusern oder auch die unbeabsichtigte Freisetzung von Gasen mit nachfolgender Zündung in beispielsweise Chemieanlagen sein. Explosionen dieses Typs unterteilt man nach Art des Brennstoffes in Gasexplosion, Dampfexplosion oder Staubexplosionen.

Beispiele für Explosionsunglücke sind die Explosion des Oppauer Stickstoffwerkes, Piper Alpha oder die Explosion in Toulouse. Die größte, ungewollte Explosion aller Zeiten dürfte die Halifax-Explosion sein, eine durch ein Feuer auf dem Munitionsfrachter "Mont Blanc" verursachte Explosion, die etwa drei Kilotonnen Sprengkraft besaß, und über 2.000 Todesopfer forderte.

Gesundheitliche Folgen

Je nach Art, Schwere und Entfernung der Explosion und weiteren Umständen kommt es zu typischen gesundheitlichen Schäden, wie Lungenrissen, Knalltraumen, Verbrennungen, schweren Verletzungen und Schockzuständen.

 Wiktionary: Explosion – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen und Grammatik
 Wikinews: Explosion – Nachrichten

Siehe auch