Elektromagnetický impuls

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Termín elektromagnetický impuls (EMP) má následující významy:

• 1. Elektromagnetické záření pocházející z exploze (většinou jaderné) nebo z elektromagnetické bomby.
• 2. Vysoce intenzivní, širokopásmový, velmi krátkou dobu trvající výron elektromagnetické energie.

[editovat] Vznik

V případě jaderného výbuchu nebo asteroidu se elektromagnetický puls skládá ze spojitého frekvenčního spektra. Většina energie je ve formě nižších frekvencí mezi 3Hz a 30kHz.

Paprsky gamma jaderného výbuchu produkují vysokoenegetické elektrony přes Comptonův rozptyl. Tyto elektrony jsou zachyceny v zemském magnetickém poli, ve výškách mezi 20 - 40 km, kde rezonují. Kmitavý elektrický proud produkuje soudružný elektromagnetický puls (EMP), který trvá asi 1 milisekundu až 1 mikrosekundu. Vedlejší efekty EMP mohou trvat více než sekundu.

Puls je velice silný a dlouhé kovové předměty (trubky, kabely) se chovají jako antény, na kterých se indukuje vysoké napětí, pokud puls nedokáží nijak uzemnit. Tato napětí a s tím spojené vysoké proudy jsou schopny zničit nechráněnou elektroniku, například elektrické spotřebiče, které nejsou v kovové, magneticky vodivé, uzeměné krabičce, především zničující je to pro polovodiče a absolutně nejhorší pro FET transistory.
U EMP pulsu nebyly zaznamenány žádné učinky na biologické organismy.

[editovat] Popis impulzu

Samotný magnetický impuls nemá nikterak závratnou magnetickou intenzitu dá se srovnat se silnými neodymovými magnety (nejslabší EMP), ničovost pulsu spočívá v jeho rychlosti. Tudíž čím rychlejší změna magnetickoého toku bude tím bude naindukované napětí větší. Tudíž B (magnetická indukce) vypočítame z H (magnetické intezita) takto

kde μ₀ je permeabilita vakua, μ_r je relativní permeabilita Takže pokud budume vycházet z toho, že EMP je silné jako neodymové magnety budeme tedy počítat s hodnotou 1,5 T, cože je běžná hodnota u neodymových magnetů. Za plochu S si dosadíme plochu drátu, například 1 m * 1 mm a za indukci B velikost indukce.

,

úhel α je úhel, který svírá normálový vektor plochy s vektorem magnetické indukce. Jinými slovy nám určuje pod jakým úhlem dopadá magnetický tok na plochu vycházejme z toho, že magnetický tok dopadá z 90°.

Takže teď už jen zbývá spočítat naindukované napětí to se provede takto:

při dosazení 0,0015 Wb za / Phi a 0,000001 s za t vyjde napětí 1500 V na drátu s plochou 0,0015 m² například mobilní telefon má plochu 10 cm * 4 cm což je 0,00004 m², při indukci 1,5 T nám vyjde tok 0,0006 Wb a při 1 uS je toto naindukované napětí rovno 60 V, což je pro mobilní telefon pracující s 3-4 V absolutně smrtelné.

Ionizovaný vzduch také naruší rádiový provoz na těch typech vln, které používají odraz od ionosféry ke svému šíření (DV, SV, KV,...). Vysílače využívající k šíření přímou viditelnost (FM pásmo) by měly být normálně slyšet, pokud nedostanou zásah EMP pulsem také.

[editovat] Ochrana před impulzem

Elektrické přístroje lze, jak už bylo řečeno výše, ochránit tím že je vložíme do uzemněné kovové krabičky, nebo do Faradayovy klece. Tímto je ochraníme před elektrickou složkou pulsu, ovšem abychom přístroje uchránili i před magnetickou složkou pulsu musíme je vložit do magneticky vodivé krabičky (železo, ferit). Pokud je spotřebič v sítí (230 V, LAN, atp) je vhodné spotřebič ochránit na těchto vstupech transilem nebo trisilem. Těmito součástkami se dají ochránit i vstupy antén. Samozřejmě odstíněná rádia nemohou správně pracovat, avšak starší zařízení na bázi elektronek není tak náchylné k působení EMP. Proto byla v době studené války sovětská letadla vybavována elektronickými systémy založenými na elektronkách. Ovšem sebelepší stínění nepomůže, pokud je přístroji ponechána zapojená anténa.