взрыв

Гриб над Нагасаки после взрыва атомной бомбы

Взрыв является физическим, в геометрической прогрессии в сочетании процесса высвобождения большого количеств энергии , как правило , в виде температуры, давления и кинетической энергии .

Причиной высококонцентрированного большого количества энергии может быть химическая реакция (например, из-за взрывчатых веществ , взрывоопасной атмосферы ), которая приводит к резкому повышению температуры и давления за очень короткое время . При химическом взрыве происходит очень быстрая реакция ( экзотермическая реакция, такая как горение ) взрывоопасной смеси или реакция разложения, при которой выделяется большое количество газа и тепла и возникает сильная волна давления (воздушный поток) из-за внезапного расширения. из по объему в газах (или жидкости в шоке воды от подводных взрывов). Внезапное расширение объема вызывает ударную волну , которую можно описать моделью детонационной волны в случае идеального взрыва (начиная с точечного источника) . Взрыв сопровождается яркой вспышкой света и громким треском.

Другие причины также могут вызывать образование пузырей сильно сжатого газа, например, газов, образовавшихся в вулканах .

Отличия

Вообще говоря, взрывом называется процесс, когда за очень короткое время выделяется очень большое количество энергии в виде резкого повышения температуры и давления, что приводит к сильному увеличению объема, т.е. ускоряет материю. Напротив, есть также процессы, которые выделяют большое количество энергии за короткое время, но не называются взрывами; например, потому что они не имеют прямого воздействия на материю (примеры: молния во время грозы, лазерная вспышка , гамма-вспышка ) или выброс происходит недостаточно быстро (например, запуск ракеты ).

Типы взрыва

Химические взрывы

Предупреждение о взрывоопасных веществах (согласно GHS )

Есть два типа химических взрывов:

  • Теплота взрыва (тепловые взрывы) образуются, когда теплота химической реакции не рассеивается достаточно быстро, и, таким образом, температура системы увеличивается. Повышение температуры приводит к более высокой скорости реакции и, следовательно, к еще более быстрому выделению тепла, что в конечном итоге может привести к взрыву (теории Семенова, Франк-Каменицкого и Томаса). Примером теплового взрыва является реакция детонирующего газа хлора .
  • Взрывы с разветвлением цепей происходят в радикальных реакциях, в которых имеет место больше разветвлений цепи, чем реакций обрыва цепи (посредством рекомбинации радикалов ), так что количество радикалов и, следовательно, скорость реакции возрастают подобно лавине и приводят к взрыву. Такие разветвления цепи возникают в кислородно-водородной реакции .

Эти типы различаются по типу химической реакции. Однако в обоих случаях термодинамический процесс один и тот же: высвобождаемая энергия приводит к быстрому повышению температуры и давления и, следовательно, к мощному расширению объема, которое разрушает окружающий материал. Многие смеси веществ могут взорваться обоими способами, в зависимости от давления, температуры и состава. Скорость, с которой реакция протекает независимо, зависит от соотношения концентраций веществ (например, газов и аэрозолей). Существует нижний и верхний предел, также известный как предел взрываемости или предел воспламенения. За этими пределами независимое распространение взрыва в смеси становится невозможным. Пределы зависят не только от концентраций, но и от условий окружающей среды, таких как температура, давление или влажность. В этих пределах, например, смесь воздуха в атмосферных условиях может реагировать с горючими веществами в виде пыли, волокон или ворса при взрыве пыли .

Пиротехнический взрыв на авиашоу

Еще одно различие проводится макроскопически :

  • Дефлаграция , быстрое горение на пределе взрываемости с низкой скоростью пламени (<1 м / с) и давлением (<1 бар) и обычно с глухим звуком.
  • Дефлаграция , при которой скорость распространения пламени или фронта реакции ниже, чем скорость звука соответствующей среды ( взрывчатого вещества ), и струи выхлопных газов движутся против направления распространения. В воздухе дефлаграция происходит при скорости пламени ниже 330 м / с и давлении ниже 14 бар.
  • Детонация, котораяраспространяется в среде со сверхзвуковой скоростью и при которой струи выхлопных газов движутся в направлении распространения (скорость пламени более 330 м / с и влияние давления от 10 бар до 1000 бар). Это самая ожесточенная реакция; это происходит в основном с взрывчатыми веществами.

Взрыв ядерного оружия

Поскольку процессы атомного распада очень тяжелых химических элементов , а именно урана или плутония , запускаются цепной реакцией сил в атомных ядрах , может произойти взрыв ядерного оружия . Взрыв может быть также осуществлен путем объединения очень легких ядер в так называемых водородных бомбах . И ядерное деление, и ядерный синтез приводят к потере массы , вещество преобразуется в энергию ( излучение и тепловую энергию ). Именно здесь выделяется наибольшее количество энергии от всех искусственных взрывов.

Физические взрывы

Наконец, есть взрывы, при которых не происходит никакой химической или ядерной реакции, а только возрастающее давление в твердой оболочке (например, богатая газом магма в вулкане или пар в котле ) вызывает ее взрыв. Внезапный очень сильный нагрев жидкостей, которые затем переходят в газообразное состояние с большим увеличением объема, может привести к физическому взрыву . Например, если емкость (стеклянная бутылка, скороварка, бойлер), наполненная жидкостью или, в частности, газом под избыточным давлением, внезапно лопнет.

взрыв

При взрыве (вверху) силы действуют из центра, но при сжатии (внизу) силы направлены к самому центру. Объект выше взрывоопасен.

Аналогом взрыва является имплозия , при которой реактивная среда не расширяется, а сжимается. Поскольку механическая работа, приводящая к взрыву, осуществляется за счет давления окружающей атмосферы и не выделяется взрывным устройством, количество энергии, в отличие от взрыва, ограничено объемом взрыва и условиями окружающей среды.

Из хрупкого стекла -Made полого корпуса из электронно - лучевых трубок от телевизоров и других устройств отображения. а также лампочки и люминесцентные лампы , если они повреждены по мере распространения трещин, они могут взорваться, потому что они были откачаны во время производства . Разлетевшееся стекло может поранить находящихся поблизости людей. Когда телевизионные кинескопы все еще демонтировались, чтобы снова получить богатое свинцом стекло для производства кинескопов, в трубках просверливали отверстия, чтобы вентилировать их контролируемым образом.

Вхождение

Взрывы в природе

В природе взрывы в основном связаны с вулканизмом . Это включает в себя взрывные извержения вулканов (например, Кракатау 1883 г.) или паровые взрывы . Взрывы водяного пара, случай физического взрыва , происходят, когда вода вступает в контакт с магмой .

Удары метеоритов также могут привести к взрывам, если они ударяются о землю или воду с достаточной скоростью или если они очень резко замедляются в результате сопротивления воздуха в атмосфере. В обоих случаях кинетическая энергия превращается в тепло за очень короткое время, что приводит к взрывному испарению метеоритов и, возможно, Auftreffmediums (почвенной воды). Таким образом, при падении земли образуются ударные кратеры .

В астрономии конец жизненного цикла массивных звезд называют сверхновой . Они представляют собой самую крупную из известных форм взрыва (по отношению к высвобождаемой энергии).

Некоторые живые существа могут вызывать / использовать взрывы, например, жук-бомбардир .

Некоторые спелые плоды, споры или семенные носители растений могут взорваться сами по себе или в результате травмы, чтобы распределить содержимое в пространстве, например Б. Картофельный бовист .

Взрывы по желанию или нежелательная работа человека

Технически можно выделить два «типа» взрывов: преднамеренные и непреднамеренные взрывы. Умышленные взрывы обычно описываются термином "детонация"; они служат для различных технических ( карьеры , шахты , фейерверки , строительство туннелей , взрывные двигатели ) или военных целей. Самым крупным разыскиваемым взрывом на сегодняшний день был взрыв Царь-бомбы , крупнейшей из когда-либо взорванных водородной бомбы , которая была взорвана Советским Союзом в 1961 году и имела взрывную силу от 50 до 60 мегатонн в тротиловом эквиваленте .

Взрыв пороховой камеры военного корабля L'Orient в морском сражении 1798 года, роспись около 1825 года

Нежелательные взрывы практически всегда происходят в результате нарушения технических процессов. Это может быть неправильная работа газового подключения в жилых домах или непреднамеренный выброс газов с последующим возгоранием, например, на химических предприятиях. Взрывы этого типа делятся на взрывы газа или пыли в зависимости от типа топлива . Часто возможны цепные взрывы, такие как так называемый BLEVE . Сначала физически взрывается легковоспламеняющаяся жидкость, а затем происходит взрыв газа. Следовательно, при работе с такими процессами и веществами необходима комплексная взрывозащита .

Примерами взрывов являются взрыв на азотном заводе в Оппау , « Пайпер Альфа» или взрыв в Тулузе . Самым крупным непреднамеренным взрывом на сегодняшний день, вероятно, станет взрыв в Галифаксе, взрыв , вызванный возгоранием на грузовом судне с боеприпасами Mont Blanc , взрывная сила которого составляла около трех килотонн. Это соответствует примерно 23% взрывной мощности бомбы Little Boy в Хиросиме . В результате взрыва погибли около двух тысяч человек.

Последствия для здоровья

В зависимости от типа, силы и расстояния взрыва, а также других обстоятельств возникает типичный ущерб здоровью, такой как разрывы в легких , ОРДС , хлопковые травмы , ожоги , тяжелые травмы и шоковое состояние . Различают первичные (непосредственно из-за реакции взрыва), вторичные (из-за брошенных осколков) и третичные повреждения (например, в результате падения или обломков).

Уголовные положения

В Германии создание взрывного устройства является общественно опасным преступлением согласно § 308 Уголовного кодекса Российской Федерации ( преступления в случае умышленного действия, преступления в случае халатности).

Индивидуальные доказательства

  1. ↑ a b c d e Генри Портц: Противопожарная и взрывозащищенная защита от А до Я - Объяснение терминов и характеристик противопожарной защиты . Springer-Verlag, 2015, ISBN 978-3-322-80197-5 , стр. 1 ( ограниченный предварительный просмотр в поиске Google Книг).
  2. ^ H. Schubothe: Внутренние болезни, вызванные физическими факторами окружающей среды. В: Людвиг Хейльмейер (Ред.): Учебник внутренней медицины. Шпрингер-Верлаг, Берлин / Геттинген / Гейдельберг, 1955; 2-е издание, там же, 1961, стр. 1161–1194, здесь: стр. 1191–1193 ( повреждения и болезни, вызванные воздушными порывами ).
  3. ↑ Питер О.К. Крел: История ударных волн, взрывов и ударов. Хронологический и биографический справочник . Springer Science & Business Media, 2008, ISBN 978-3-540-30421-0 , стр. 1272 ( ограниченный просмотр в поиске Google Книг).
  4. ↑ Габриэле Крусиани: Краткий учебник по физической химии , Verlag John Wiley & Sons, 2006, ISBN 978-3-527-31807-0 , стр. 512 [1]
  5. ↑ В. Барткнехт: Взрывы - Технологические и защитные меры . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-662-07157-1 , стр. 1 ( ограниченный предварительный просмотр в поиске Google Книг).
  6. ↑ Кай-Уве Шмитт, Питер Ф. Нидерер, Дуэйн С. Кронин, Маркус Х. Мюзер, Феликс Вальц: Биомеханика травм: Введение в биомеханику травм , Verlag Springer-Verlag, 2014, ISBN 978-3-642-54281 - 7. С. 242 [2]
  7. ↑ Уолтер Дж. Мур: Основы физической химии . Вальтер де Грюйтер, 1990, ISBN 978-3-11-009941-6 , стр. 343 ( ограниченный просмотр в поиске Google Книг).
  8. ↑ Ammann: Железобетонные и предварительно напряженные бетонные конструкции при ударных нагрузках . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-0348-5365-1 , стр. 24 ( ограниченный предварительный просмотр в поиске Google Книг).
  9. ↑ на б Карстен Шванке, Надя Подбрегар, Дитер Ломанн: Стихийные бедствия, циклоны, землетрясения, извержения вулканов - развязанное насилие и их последствия . Springer Science & Business Media, 2009, ISBN 978-3-540-88684-6 , стр. 35 ( ограниченный предварительный просмотр в поиске Google Книг).
  10. ↑ Примечание. Простые лампы накаливания, в основном изготовленные из тонкостенного стекла, наполнены инертным газом при значительно меньшем, чем атмосферное давление, т. Галогенные лампы , с другой стороны, находятся под давлением, кратным давлению воздуха (избыточное давление по сравнению с комнатным снаружи), обычно меньше по размеру, имеют толстые стенки, также содержат газ (ы) галогена и могут взорваться.
  11. ↑ Примечание: содержание свинца для защиты от рентгеновских лучей .
  12. ^ Джон С. Льюис: Физика и химия Солнечной системы . Academic Press, 2004, ISBN 978-0-08-047012-2 , стр. 360 ( ограниченный предварительный просмотр в Поиске книг Google).
  13. ↑ Бенджамин Бар, Йорг Ресаг, Кристин Рибе: Увлекательная физика Иллюстрированный набег из Вселенной в мир элементарных частиц . Springer-Verlag, 2014, ISBN 978-3-662-45348-3 , стр. 32 ( ограниченный предварительный просмотр в поиске Google Книг).
  14. ↑ Констанция Эйзенбарт: Уникальное оружие Что осталось от атомной эры? Springer-Verlag, 2012, ISBN 978-3-531-18730-3 , стр. 93 ( ограниченный предварительный просмотр в поиске Google Книг).
  15. ↑ Ульрих Хауптманнс: Безопасность процессов и предприятий . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-37253-7 ( ограниченный предварительный просмотр в поиске книг Google).
  16. ↑ Nelles Verlag GmbH, Ева Амброс, Элеонора Моррис, Мэри Келли, Валентин П. Надежников, Карла Стрейссл-Комптон, Джонатан Д. Сискин, Ж.-Мартина Шнайдер, Дэвид Раввин, Дебора Уильямс: Гид Неллес Канада - Восточный Онтарио, Квебек, Атлантические провинции . Неллес Верлаг, 2015, ISBN 978-3-86574-715-0 , стр. 188 ( ограниченный просмотр в поиске Google Книг).
  17. ↑ Йенс Шольц, Бернд В. Бёттигер, Фолькер Дёргес, Фолькер Венцель, Петер Сефрин: Скорая помощь . Георг Тиме Верлаг, 2012, ISBN 978-3-13-158983-5 , стр. 453 ( ограниченный просмотр в поиске Google Книг).
  18. ^ Кристиан Нейтцель, Карстен Ладехоф: Тактическая медицина, неотложная медицина и неотложная медицина . Springer-Verlag, 2015, ISBN 978-3-642-39689-2 , стр. 272 ( ограниченный просмотр в поиске Google Книг).

веб ссылки

Викисловарь: Explosion  - объяснение значений, происхождение слов, синонимы, переводы
Commons : Explosion  - коллекция изображений, видео и аудио файлов
 Викиновости: Blast  - в новостях