TNT-Äquivalent

TNT-Äquivalent ist eine nicht SI-konforme, aber weiterhin gebräuchliche Maßeinheit für die bei einer Explosion freiwerdende Energie. Die Angabe bezieht sich auf die gesamte freiwerdende Energie, nicht nur auf die kinetische Energie, die zum Beispiel bei Kernwaffen deutlich geringer als die Gesamtenergie sein kann. Deswegen ist die Sprengkraft nur bedingt mit der einer entsprechenden Menge des Sprengstoffs TNT vergleichbar.

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TNT-Äquivalent wird verwendet zur Angabe der Sprengkraft von militärischen Waffen, industriellen Sprengstoffen sowie anderen Sprengkörpern, oder auch allgemein für die plötzliche Freisetzung von Energie, z. B. durch Meteoriteneinschläge. Vereinfachend wird manchmal nur die äquivalente Masse („Sprengkraft zwei Kilotonnen“) genannt. Neben der freigesetzten Energie wird auch die Zeit berücksichtigt, die für die Freisetzung erforderlich ist.

TNT hat eine molare Masse von 227,1 g/mol und setzt eine Energie von nicht ganz 250 kcal/mol frei (zur Zeit der Definition wurde nicht mit Joule (J), sondern mit thermochemischen Kalorien (cal) gerechnet). Daraus ergibt sich eine Energiedichte von etwa 1100 kcal/kg oder 4,6 MJ/kg. Um eine „handliche“ Einheit zu haben, wurde eine Kalorie als Basis genommen und das Energie-Äquivalent einer Kilotonne TNT als 1 · 10¹² cal beziehungsweise 4,184 · 10¹² J definiert: 10⁶ cal/kg = 4,184 · 10⁶ J/kg = 4,184 MJ/kg. Oder kurz:

1 kT (Kilotonne TNT) = 4,184 · 10¹² J

Einheiten sind Kilotonnen (kT), Megatonnen (MT) und Gigatonnen (GT). Um Verwechselungen mit Massen zu vermeiden, werden die TNT-Äquivalents-Einheiten mit Großbuchstaben geschrieben, also MT statt Mt.

Das TNT-Äquivalent von frei erhältlichen Feuerwerkskörpern liegt unter einem Gramm. Sprengsätze, die in terroristischen Anschlägen verwendet wurden, hatten zumeist eine Sprengkraft von einigen Kilogramm TNT (etwa die Anschläge der RAF), seltener auch bis über 1000 kg TNT (etwa beim Bombenanschlag von Oklahoma City). Ein in geeigneter Tiefe unterirdisch appliziertes TNT-Äquivalent von einer Kilotonne erzeugt an der Erdoberfläche etwa ein Beben der Stärke 4 auf der Richterskala. Die Atombombe, die von den Vereinigten Staaten 1945 über Hiroshima abgeworfen wurde, hatte eine Sprengkraft von etwa 15 Kilotonnen TNT. Die Summe aller (konventionellen) Bomben, die im Zweiten Weltkrieg auf Städte abgeworfen wurden, erreicht geschätzte 2 Megatonnen. Im Jahr 1961 wurde von der UdSSR die größte jemals getestete Wasserstoffbombe mit etwa 50 Megatonnen TNT-Äquivalent gezündet (Zar-Bombe).

Andere Sprengstoffe im Vergleich zu TNT

Holz hat die dreifache Energiedichte von TNT. Dennoch ist seine „Sprengkraft“ gering, da die Leistung, also die Energiefreisetzung pro Zeit, im Vergleich zu typischen Explosivstoffen sehr klein ist. Korrekturfaktoren berücksichtigen die Brisanz unterschiedlicher Sprengstoffe. Die Werte erhält man durch den Vergleich der Druckwellen oder Impulswellen, die die Sprengstoffe im Vergleich zu TNT erzeugen. Für Holz ergäbe sich ein Vergleichswert nahe 0.

Sprengkraft chemischer Sprengstoffe und Sprengstoffgemische im Verhältnis zum TNT-Äquivalent:

Siehe auch

• Bleiblockausbauchung
• Sand-Test