Detonationsgeschwindigkeit

Detonationsgeschwindigkeit bezeichnet die Geschwindigkeit, mit der sich eine Detonationsfront durch ein explosives Material ausbreitet. Sie ist die Geschwindigkeit des Fronts relativ zum unbehandelten Material und charakterisiert die Schnelligkeit der chemischen Reaktion hinter dem Front. Im Gegensatz zur Deflagration wird die Reaktion bei einer Detonation durch eine starke Druckfront vorangetrieben, wodurch die Reaktion in sehr kurzer Zeit abläuft.

Die detonationstheoretische Beschreibung beruht oft auf dem Chapman-Jouguet-Modell. Der Detonationswert D ergibt die Frontgeschwindigkeit in einem ungestörten Stück Material; hinter dem Front fließt das Reaktionsprodukt mit einer Geschwindigkeit, die sich aus den Bedingungen des Systems ableitet. In der Praxis hängt D stark von der chemischen Zusammensetzung, der Dichte des Sprengstoffs sowie von der Umgebungsbelastung ab. Höhere Dichte, stärkere Kompression und geeignete Gehäusebedingungen erhöhen in der Regel D. Umgekehrt kann poröses Material oder zu geringe Dichte die Detonation schwächen oder erlöschen.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist der kritische Durchmesser: Unterhalb eines bestimmten Durchmessers kann keine stabile Detonation aufrechterhalten werden. Messungen erfolgen durch Hochgeschwindigkeitsfotografie, Druck- und Abgasmessungen; Werte liegen typischerweise im Bereich mehrerer Tausend Meter pro Sekunde, je nach Sprengstoff.

Die Detonationsgeschwindigkeit ist zentral für die Sprengstoffauslegung, Sicherheitsanalysen, Schadensprognosen und die Modellierung von Sprengvorgängen.