detonatie

Detonatie is een voortplanting van een chemische reactie in een explosief waarbij het reactiefront zich voortbeweegt als een schokgolf door het materiaal. De schok verhoogt ter plaatse druk en temperatuur, waardoor de stof snel omzet in gasvormige producten. In tegenstelling tot deflagratie, een verbrandingsfront dat subsonisch voortplant, is de detonatiesnelheid meestal supersonisch ten opzichte van het omringende medium.

De detonasie-snelheid en de bijbehorende druk hangen sterk af van de stof. Bij conventionele explosieven ligt de detonatiesnelheid vaak in de orde van duizenden meters per seconde; bijvoorbeeld TNT heeft ongeveer 6,8–7,0 km/s. Theoretische modellen zoals Chapman–Jouguet (CJ) beschrijven de toestand achter het front, terwijl het Zel'dovich–von Neumann–Döring (ZND) model een gedetailleerder beeld geeft van de reacties achter het front.

Detonatie vereist initiatie door een schok of booster en kan zich alleen zelfstandig voortzetten bij voldoende initiatie-energie en in voldoende geconditioneerde geometrie, gemeten aan de kritische diameter of kritische initiatie-energie.

Materialen: veelgebruikte explosieven zoals TNT, RDX en PETN detoneren onder geschikte voorwaarden; ook ammoniumnitraat-brandstofmengsels kunnen detoneren. Toepassingen omvatten mijnbouw, sloop en gevormde ladingen; veiligheid en controle zijn cruciaal vanwege de hoge druk en hitte die gepaard gaan met detonatie.

Onderzoek combineert experimentele diagnostiek met theoretische modellering, inclusief CJ- en ZND-theorieën, en high-speed imaging om detonatieverschijnselen te bestuderen en te beheersen.