Die Stickstofffraktion, abgekürzt FN₂, ist der Anteil des Stickstoffs am Atemgas, angegeben als Dezimalzahl oder in Prozent. Sie ist das Gegenstück zur Sauerstofffraktion und bestimmt, wie viel Inertgas ein Taucher in der Tiefe aufnimmt. Für Luft rechnet man im Tauchsport mit 0,79, für Nitrox mit dem Rest, der nach dem Sauerstoff übrig bleibt.
Woher die 0,79 kommt
Trockene Luft besteht zu 78,07 Prozent aus Stickstoff, zu 20,96 Prozent aus Sauerstoff, zu 0,93 Prozent aus Argon und zu 0,04 Prozent aus Kohlendioxid. Im Tauchsport wird Luft vereinfacht als 21 Prozent Sauerstoff und 79 Prozent Stickstoff behandelt. Das Argon und die Spuren der übrigen Gase stecken in dieser Rundung, denn Stickstoff, Argon und Kohlendioxid ergeben zusammen gut 79 Prozent.
Wichtig ist vor allem, einheitlich zu rechnen. Die gebräuchlichen Formeln, allen voran die der äquivalenten Lufttiefe, setzen für Luft 0,79 an. Wer stattdessen mit 0,78 rechnet, bekommt andere Ergebnisse als die Formel, auf der seine Tabelle beruht.
Wie man die Stickstofffraktion bestimmt
Bei Nitrox genügt es, den Sauerstoff zu analysieren, denn der Stickstoff ergibt sich als Rest. Es gilt FN₂ = 1 − FO₂. Ein EAN32 hat damit eine Stickstofffraktion von 0,68, ein EAN36 von 0,64, ein EAN40 von 0,60. Je reicher das Gemisch an Sauerstoff, desto ärmer ist es an Stickstoff.
Bei Trimix kommt das Helium als dritter Bestandteil hinzu, und die Rechnung lautet FN₂ = 1 − FO₂ − FHe. Ein Trimix 21/35 mit 21 Prozent Sauerstoff und 35 Prozent Helium hat eine Stickstofffraktion von 0,44. Bei Heliox ist sie null, denn dort ersetzt Helium den Stickstoff vollständig.
Vom Anteil zum Partialdruck
Die Fraktion allein sagt noch nichts über die Wirkung in der Tiefe. Entscheidend ist der Partialdruck, den das Gesetz von Dalton beschreibt. Er ist das Produkt aus Fraktion und Absolutdruck, pN₂ = FN₂ × p(abs).
Auf 30 Metern herrschen rund 4 bar Absolutdruck. Mit Luft atmet ein Taucher dort 4 × 0,79 = 3,16 bar Stickstoff, mit EAN32 dagegen 4 × 0,68 = 2,72 bar. Dieser Unterschied ist der ganze Vorteil von Nitrox bei der Stickstoffaufnahme. Die Fraktion bleibt während des Tauchgangs gleich, der Partialdruck ändert sich mit jeder Tiefe.
Die Stickstofffraktion in der äquivalenten Lufttiefe
Am deutlichsten taucht FN₂ in der Formel für die äquivalente Lufttiefe auf. Sie gibt an, in welcher Tiefe ein Taucher mit Luft denselben Stickstoffpartialdruck hätte wie mit seinem Nitrox. Metrisch lautet sie EAD = (Tiefe + 10) × (FN₂ ÷ 0,79) − 10.
Für EAN36 auf 27 Metern ergibt das (27 + 10) × (0,64 ÷ 0,79) − 10, also rund 20 Meter. Für EAN32 auf 30 Metern kommen rechnerisch 24,4 Meter heraus. Wer mit diesem Wert in eine Lufttabelle geht, nimmt die nächsttiefere Zeile, denn bei der äquivalenten Lufttiefe liegt die sichere Seite in der Tiefe.
Stickstoff und Narkose
Ein höherer Stickstoffpartialdruck ist eine der Größen hinter der Stickstoffnarkose. Wie stark ein Gemisch narkotisch wirkt, hängt aber nicht nur am Stickstoff. Ob Sauerstoff mitgerechnet wird, ist eine eigene Frage, die im Eintrag Äquivalente Narkosetiefe behandelt wird.
Was ich im Kurs dazu sage
Als Tauchlehrer erlebe ich, dass die Stickstofffraktion im Nitroxkurs kaum jemand als eigenen Wert wahrnimmt. Analysiert und auf die Flasche geschrieben wird der Sauerstoff, der Stickstoff läuft unsichtbar mit. Genau darin liegt der Haken. Jeder Fehler beim Sauerstoffwert wandert unmittelbar in die Stickstofffraktion und damit in die äquivalente Lufttiefe und die Nullzeit. Wer 32 Prozent auf die Flasche schreibt, aber 30 Prozent atmet, hat nicht 0,68, sondern 0,70 Stickstoff im Gemisch und mehr Stickstoff im Gewebe, als sein Plan annimmt.
