Detonation

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök
Detonation av ett vapenlager i Afghanistan

Definition[redigera | redigera wikitext]

En detonation sker när reaktionszonen i ett explosivämne (vanligen ett sprängämne eller en gasblandning) breder ut sig med en hastighet som överstiger ljudhastigheten.

Detta sker genom att en mycket kraftig chockvåg hettar upp reaktanterna till så höga temperaturer att energifrigörelsen sker i omedelbar närhet till chockvågen och adderar sin energi till denna. Därmed fortsätter detonationen.

Chockvågen sprider sig egentligen exakt med ljudhastigheten, men med den lokala ljudhastigheten i chockvågen. Då ljudhastigheten är proportionell mot roten av temperaturen leder de höga temperaturerna i chockvågen till, utifrån betraktat, mycket höga Machtal (1 Mach = 1 * ljudhastighet). Typiska detonationer i sin stabila fas uppnår hastigheter av Mach 6 - 13 (referensljudhastighet är i detta fall baserad på temperaturen framför chockvågen).

Knackning i bensinmotorer[redigera | redigera wikitext]

Knackning i bensinmotorer innebär en självantändning av bränsleblandningen före den avsedda tänd-tidpunkten som är när en gnista sänds till tändstiftet. Självantändning kan ge lokala detonationer med chockvågor av överljudshastighet, men skadeverkan av knackning beror framförallt på den alltför tidiga förbränningen som ger en tryckökning innan kolven nått övre dödläge. Förbränningstrycket kan då inte överföras till vevaxel på ett effektivt sätt utan ger stora och skadliga laster på vevstake och vevaxel.

Detonation och deflagration av vätgas[redigera | redigera wikitext]

Vätgas är utomordentligt lättantändligt och är brännbart vid koncentrationer mellan 4 och 95 vol% i luft vid rumstemperatur. Vid koncentrationer upp till 10 vol% sker förbränningen med stor sannolikhet som en deflagration med en relativt långsam flamfront, med en tryckökning på 2 till 4 gånger det ursprungliga trycket.[1] För alla normala byggnader innebär detta en fullständig ödeläggelse, men är hanterbart i till exempel en reaktorinneslutning i ett kärnkraftverk som är konstruerat för sådana tryck. Vid Harrisburg-olyckan 1979 skedde en vätgasbrand efter cirka 10 timmar inne i reaktorinneslutningen. Vätgaskoncentrationen var cirka 6 vol% och det resulterande trycket blev cirka 2 bar,ö[2], vilket inte gav några skador då inneslutningen är konstruerad för att tåla åtminstone 4 bar,ö.

Med stigande vätgaskoncentrationer över 10 vol% så ökar sannolikheten för att förbränningsförloppet kan övergå till en detonation, där tryckökningen kan bli upp till 20 till 30 gånger det ursprungliga trycket.[3] Ett sådant förlopp skedde förmodligen vid Fukushima-olyckan 2011 i block 3, vilket gav stor ödeläggelse.

Se även[redigera | redigera wikitext]

Referenser[redigera | redigera wikitext]

Noter[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ NUREG/CR-2726, sid 2-29
  2. ^ NUREG/CR-2726, sid 4-83. Diagrammet visar att trycket före vätgasbranden var obetydligt över normalt atmosfärstryck, men att branden gav en tryckökning på 28 psig (pound per square inch, "gauge") eller 2 bar (1 bar är ca 7 psi). Vid brandögonblicket är trycket i inneslutningen 2 bar,ö eller 3 bar,a, och tryckökningen (kvoten mellan det absoluta trycket vid respektive före förbränning) är (3 bar,a)/(1 bar,a) = en faktor 3.
  3. ^ NUREG/CR-2726, sid 2-56

Källor[redigera | redigera wikitext]