Eine kurze Geschichte der chemischen Sprengstoffe

Eine Explosion kann als die schnelle Ausdehnung eines Materials oder einer Vorrichtung definiert werden, die einen plötzlichen Druck auf ihre Umgebung ausübt. Es kann durch eines von drei Dingen verursacht werden: eine chemische Reaktion, die während der Umwandlung von Elementverbindungen auftritt, eine mechanische oder physikalische Auswirkung oder eine Kernreaktion auf atomarer / subatomarer Ebene.

Beim Zünden explodierendes Benzin ist eine chemische Explosion, die durch die plötzliche Umwandlung eines Kohlenwasserstoffs in Kohlendioxid und Wasser verursacht wird. Die Explosion, die auftritt, wenn ein Meteor die Erde trifft, ist eine mechanische Explosion. Und eine nukleare Sprengkopfexplosion ist das Ergebnis des Kerns einer radioaktiven Substanz wie Plutonium, die sich plötzlich auf unkontrollierte Weise aufspaltet.

Aber es sind chemische Sprengstoffe, die die häufigste Form von Sprengstoffen in der Geschichte der Menschheit darstellen und sowohl für kreative / kommerzielle als auch für destruktive Zwecke eingesetzt werden. Die Stärke eines gegebenen Sprengstoffs wird als die Expansionsrate gemessen, die er während der Detonation zeigt.

Betrachten wir kurz einige gebräuchliche chemische Sprengstoffe.

Schwarzpulver

Es ist nicht bekannt, wer das erste explosive Schwarzpulver erfunden hat. Schwarzpulver, auch bekannt als Schießpulver, ist eine Mischung aus Salpeter (Kaliumnitrat), Schwefel und Holzkohle (Kohlenstoff). Es entstand im 9. Jahrhundert in China und war Ende des 13. Jahrhunderts in ganz Asien und Europa weit verbreitet. Es wurde häufig in Feuerwerkskörpern und Signalen sowie im Bergbau und im Bauwesen eingesetzt.

Schwarzpulver ist die älteste Form von ballistischem Treibmittel und wurde für frühe Mündungsfeuerwaffen und andere Artilleriezwecke verwendet. Im Jahr 1831 erfand William Bickford, ein englischer Lederhändler, die erste Sicherung. Durch die Verwendung einer Sicherung wurden Schwarzpulversprengstoffe praktischer und sicherer.

Da Schwarzpulver jedoch ein unordentlicher Sprengstoff ist, wurde es Ende des 18. Jahrhunderts durch Sprengstoff mit hohem Sprengstoffgehalt und durch saubereren Sprengstoff mit rauchlosem Pulver ersetzt, wie er derzeit in Schusswaffenmunition verwendet wird. Schwarzpulver wird als Sprengstoff eingestuft, da es sich ausdehnt und bei Detonation Unterschallgeschwindigkeit erzeugt. Hochexplosive Sprengstoffe dehnen sich laut Vertrag mit Überschallgeschwindigkeit aus und erzeugen dadurch viel mehr Kraft.

Nitroglycerin

Nitroglycerin ist ein chemischer Sprengstoff, der 1846 vom italienischen Chemiker Ascanio Sobrero entdeckt wurde. Es war der erste Sprengstoff, der stärker war als Schwarzpulver. Nitroglycerin ist eine Mischung aus Salpetersäure, Schwefelsäure und Glycerin und äußerst flüchtig. Sein Erfinder, Sobrero, warnte vor den möglichen Gefahren, aber Alfred Nobel nahm es 1864 als kommerziellen Sprengstoff an. Mehrere schwere Unfälle führten jedoch zu einem weitgehenden Verbot von reinem flüssigen Nitroglycerin, was zu Nobels endgültiger Erfindung von Dynamit führte.

Nitrocellulose

1846 entdeckte der Chemiker Christian Schönbein Nitrocellulose, auch Guncotton genannt, als er versehentlich eine Mischung aus starker Salpetersäure auf eine Baumwollschürze verschüttete und diese beim Trocknen explodierte. Experimente von Schonbein und anderen stellten schnell ein Mittel zur sicheren Herstellung von Schußwaffen dar, und da es eine saubere Sprengkraft aufwies, die fast sechsmal höher war als die von Schwarzpulver, wurde es schnell als Mittel zum Antreiben von Projektilen in Waffen eingesetzt. 

TNT

Im Jahr 1863 TNT oder Trinitrotoluol wurde vom deutschen Chemiker Joseph Wilbrand erfunden. Ursprünglich als gelber Farbstoff formuliert, waren seine explosiven Eigenschaften nicht sofort erkennbar. Seine Stabilität war derart, dass es sicher in Patronenhülsen gegossen werden konnte, und im frühen 20. Jahrhundert wurde es für deutsche und britische Militärmunition zum Standardgebrauch.

TNT gilt als hochexplosiv und wird vom US-Militär und von Baufirmen auf der ganzen Welt immer noch häufig eingesetzt. 

Zündkapsel

1865 erfand Alfred Nobel die Sprengkapsel. Die Sprengkapsel bot ein sichereres und zuverlässigeres Mittel zur Detonation von Nitroglycerin.

Dynamit

1867 patentierte Alfred Nobel Dynamit, einen hochexplosiven Sprengstoff, der aus einer Mischung aus drei Teilen Nitroglycerin, einem Teil Kieselgur (gemahlenes Kieselgestein) als Absorptionsmittel und einer kleinen Menge Natriumcarbonat-Antazida als Stabilisator bestand. Die resultierende Mischung war erheblich sicherer als reines Nitroglycerin und viel leistungsfähiger als Schwarzpulver.

Andere Materialien werden heutzutage als Absorptions- und Stabilisierungsmittel verwendet, aber Dynamit bleibt der wichtigste Sprengstoff für den gewerblichen Bergbau und den Abbruch von Bauwerken.

Rauchlose Pulver

Im Jahr 1888 erfand Alfred Nobel einen Sprengstoff mit dichtem, rauchfreiem Pulver namens Ballistit. Im Jahr 1889 erfanden Sir James Dewar und Sir Frederick Abel ein weiteres rauchfreies Schießpulver namens Cordit. Cordit wurde aus Nitroglycerin, Guncotton und einer durch Zugabe von Aceton gelatinierten Erdölsubstanz hergestellt. Spätere Variationen dieser rauchfreien Pulver bilden den Treibstoff für die meisten modernen Schusswaffen und Artilleriegeschütze.

Moderne Sprengstoffe

Seit 1955 wurde eine Reihe weiterer hochexplosiver Sprengstoffe entwickelt. Sie wurden hauptsächlich für militärische Zwecke entwickelt und finden auch kommerzielle Anwendung, beispielsweise bei Tiefbohrarbeiten. Sprengstoffe wie Nitrat-Heizöl-Gemische oder Wassergele auf der Basis von ANFO und Ammoniumnitrat machen mittlerweile siebzig Prozent des Sprengstoffmarktes aus. Diese Sprengstoffe gibt es in verschiedenen Ausführungen:

• HMX
• RDX
• HNIW
• ONC