Bei einer Explosion handelt es sich um eine sehr schnell ablaufende Verbrennung. Die zerstörerische Wirkung einer Explosion ist auf die schlagartige Ausbreitung der eben entstandenen heissen Brandgase in Form einer Druckwelle zurückzuführen. Der Laie selbst spricht schnell von einer Explosion. Jedoch sind Verbrennungen die eine Temperatur- oder Druckerhöhung oder beides gleichzeitig bewirken zu unterscheiden. So unterscheidet man:

• Verpuffung
• Deflagration
• Detonation

Als Spezialfall kann hier auch die Raumexplosion erwähnt werden. Auf sie wird weiter unten eingegangen.

Verpuffung
Charakteristik: Bei der Verpuffung ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Flamme nicht über 1m/s. Der maximale Druckanstieg in der Umgebung bleibt unter einem Bar.

Deflagration
Charakteristik: Bei der Deflagration bleibt die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Flamme unter der Schallgeschwindigkeit (343.42m/s bei 20°C). Der maximale Druckanstieg liegt zwischen einem und 14 Bar.

Detonation
Charakteristik: Die Ausbreitungsgeschwindigkeit bei Detonationen kann einige km/s betragen. Der Druckanstieg in der Umgebung liegt über 10 Bar. Die wohl bekannteste Detonatin ist die Sprengstoffexplosion. Aus diese Explosionsart möchte ich genauer eingehen.

Sprengstoffexplosionen
Sprengstoffe sind Materialen, die sehr schnell verbrennen können. Dabei spricht man von Verbrennungsgeschwindigkeiten, die mehrere Kilometer pro Sekunde erreichen können. Sie verbrennen also so schnell, dass der Sauerstoff aus der Umgebungsluft keine Zeit hat, nachzufliessen. Aus diesem Grund ist in den explosiven Stoffen genügend Sauerstoff in bzw. an das Molekül gebunden. Wegen dieser Sauerstoffanbindung unterscheidet man zwei Arten von Sprengstoffen:

1. Explosionsfähige Gemenge

Schwarzpulver ist der älteste Sprengstoff, den wir kennen. Er setzt sich aus nur drei Stoffen zusammen: Kaliumnitrat, Holzkohle und Schwefel. Kaliumnitrat ist in diesem Gemenge der Sauerstoffträger. Es enthält ca. 1’500mal mehr Sauerstoff als der Volumengleiche Teil Luft. Wird Kaliumnitrat erhitzt, spaltet es einen Grossteil des Sauerstoffes ab, der nun mit den brennbaren Stoffen reagieren kann. Dabei entstehen Temperaturen von bis zu 2’000°C und neben Salzen grosse Mengen von Kohlenstoffmonoxid und –dioxid, Schwefeldioxid und Stickstoff. Diese Gase sind es, die die Druckwelle der Explosion erzeugen. (Auf die Druckwelle wird weiter unten genauer eingegangen).
Explosionsfähige Gemenge erreichen nicht die Verbrennungsgeschwindigkeiten, die Explosionsstoffe erreichen. Die Geschwindigkeit bleibt innerhalb der Deflagrationsgrenzen. Daher entwickeln sie auch nicht die Zerstörungskraft wie dies reine explosionsfähige Stoffe tun.

2. ExpIosionsfähige Stoffe

Im Vergleich zum explosionsfähigen Gemenge ist hier der Sauerstoff im Sprengstoffmolekül selbst gebunden, und nicht als Zweitstoff unabhängig beigemischt. Setzt die Detonation eines Sprengstoffes ein, bewegt sich eine Stosswelle durch den Sprengstoff.

Diese Stosswelle animiert den Stoff dazu, seinen Aggregatszustand von fest oder flüssig nach gasförmig zu ändern. Dies geschieht in der Reaktionszone, die unmittelbar hinter der Stossgrenze folgt. Die Reaktionszone ist gerade mal einige Millimeter dick. Da nun dieser Wechsel von fest/flüssig nach gasförmig sehr schnell abläuft, hat das entstandene Gas in einer ersten Phase keine Zeit, sich auszudehnen (Trägheitsgesetz). Da aber das entstandene Gas bis 100'000 mal mehr Platz benötigt als es nun gerade noch zur Verfügung hat, dehnt es sich schliesslich doch impulsartig aus. Es kommt zu einer Druckwelle.

Druckwelle
Das Ausdehnen der Druckwelle einer Explosion erfolgt schlagartig. Die Grafik verdeutlicht dies. Dabei wird der Druck einige Meter weg vom Sprengzentrum in Abhängigkeit der Zeit dargestellt:

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Zuerst ändert sich der Druck nicht, da die Druckwelle den Beobachter noch nicht erreicht hat. Kommt die Druckwelle beim Beobachter an, übersteigt sie den Normaldruck  um ein Vielfaches. Man spricht von einem Druckimpuls. Nach diesem Druckimpuls beginnt der Druck sofort wieder gegen den Normaldruck zu sinken. Da sich aber unser Beobachter innerhalb der sich ausdehnenden ‚Druckkugel’ befindet und sich die Druckwelle noch weiter vom Explosionszentrum wegbewegt, sinkt der Druckwert unter den Normaldruck. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Druckwelle sämtliche Luft der Umgebung vom Explosionszentrum wegschiebt. Da keine Luft nachströmen kann, sinkt der Druck.
An einem bestimmten Punkt hat die immer schwächer werdende Druckwelle dann ihre ganze Energie verloren. Die Luft aus der Umgebung kann in den Bereich niedrigen Drucks strömen und es herrscht wieder Normaldruck.

Raumexplosion
Eine explosionsfähige Atmosphäre ist ein ideales  Luft-Brennstoff Gemisch. Bei dem Brennstoff handelt es sich um Gase, Dämpfe oder sogar Stäube. Da solch ideale Gemische meistens nur in Räumen entstehen, spricht man auch von Raumexplosionen.
Ein Funke genügt, um ein solch explosive Atmosphäre zu zünden. Dabei wird das Gemisch um den Funken entzündet und brennt ab. Durch die entstehende Wärmestrahlung wird das Gemisch um diese Brandzone herum erwärmt. Da dieses erwärmte Gemisch weniger Energie benötig um gezündet zu werden, als unerwärmtes Gemisch, reagiert es schneller bei gleicher Wärmeeinstrahlung. Kurz gesagt, die Verbrennungsgeschwindigkeit des Gemisches nimmt zu. Sobald die Verbrennungsgeschwindigkeit die Schallgeschwindigkeit überschritten hat (vs20 := 343m/s ), erfolgt die Zündung der nächsten Schichten nicht mehr durch Wärmeleitung, sondern durch Druckübertragung. Diese erfolgt stossartig, man spricht nun von einer Raumexplosion. Im Video: Staubexplosion mit Maisstärke

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Physikalische Explosion
Bei den physikalischen Explosionen handelt es sich nicht um Oxidationen (Verbrennungen). Physikalische Explosionen sind lediglich Druckausgleiche, welche auf einem physikalischen und oft keinem chemischen Prozess zu Grunde liegen.
Erhitzt man in einem geschlossenen Gefäss Wasser, so beginnt dieses ab einer gewissen Temperatur zu verdampfen. Wasserdampf benötigt das 1’500fache an Volumen wie Wasser. Es können Drücke entstehen, die den Druck ausserhalb des Gefässes um das tausendfache übersteigen. Hält ein Gefäss dieser Druckdifferenz nicht mehr stand, so zerberstet es, man spricht von einer physikalischen Explosion.