TNT explodiert langsamer als angenommen

13. August 2009, 12:58
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Innsbrucker Physiker beobachteten chemischen Prozess quasi in Zeitlupe

Wien - Der Sprengstoff TNT explodiert auf molekularer Ebene viel langsamer als bisher angenommen. Zu diesem Ergebnis kommen Wissenschafter um Paul Scheier vom Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik der Universität Innsbruck. Mit einem neuen Verfahren konnten sie den chemischen Prozess der Explosion gleichsam in Zeitlupe beobachten, heißt es in einer Aussendung der Universität.

Um den Zerfall von TNT studieren zu können, hat das Team den Explosionsprozess quasi eingefroren. Sie brachten die explosiven Moleküle in ultrakalte Heliumtröpfchen ein und beschossen sie anschließend mit Elektronen. Weil die Energie im Experiment vom Helium aufgenommen wird, konnten die Forscher den Explosionsvorgang dramatisch verlangsamen und schrittweise genau beobachten und analysieren.

Auswertung

Bei der Auswertung zeigte sich, dass der chemische Zerfallsprozess des Moleküls sehr viel langsamer abläuft als bisher vermutet. "Nach unseren Beobachtungen handelt es sich dabei um einen für molekulare Verhältnisse sehr langsamen Prozess", erklärte Scheier. Von der Anlagerung eines Elektrons bis zum Zerfall des Moleküls vergehen mehrere Mikrosekunden, auf molekularer Ebene ist das eine halbe Ewigkeit.

Hintergrund

TNT (Trinitrotoluol) ist einer der meist verwendeten, synthetisch gefertigten Sprengstoffe und zählt zu den wichtigsten militärischen Explosivstoffen. Wird dem Sprengstoff Energie zugeführt, zerfällt die instabile Substanz in energieärmere Verbindungen und setzt dabei enorme Mengen an Energie frei. Weil Sauerstoff als Brennstoff für die Explosion bereits in das Molekül eingebaut ist, kann sich die Detonation von TNT mit einer gewaltigen Geschwindigkeit von mehreren tausend Metern pro Sekunde ausbreiten.

Analyseapparat

Der an der Universität Innsbruck entwickelte Apparat zur Analyse von Molekülen in ultrakalten Heliumtröpfchen ist weltweit einzigartig, betonen die Forscher. Als nächste Substanz will Scheier das hochbrisante Royal Demolition Explosive (RDX) analysieren. Neben der Untersuchung von Sprengstoffen könne das Instrument zur Erforschung sämtlicher Arten molekularer Prozesse bei instabilen Substanzen eingesetzt werden. Unterstützt wurden die Entwicklungen vom Wissenschaftsfonds FWF, der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) und der Europäischen Kommission. (APA)

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