Elektromagnetický impuls

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

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.

Vznik[editovat | editovat zdroj]

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

Paprsky gamma jaderného výbuchu produkují vysokoenergetické 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, uzemněné krabičce, především zničující je EMP pro polovodiče a absolutně nejhorší pro FET transistory. U EMP pulsu nebyly zaznamenány žádné účinky na biologické organismy.

Popis impulzu[editovat | editovat zdroj]

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

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

při dosazení 0,0015 Wb za a 0,000001 s za 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 (? --> 0,004 m2), při indukci 1,5 T nám vyjde tok 0,00006 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.

Ochrana před impulzem[editovat | editovat zdroj]

Elektrické přístroje lze ochránit uzavřením do uzemněné kovové krabice, nebo do Faradayovy klece. Tímto jsou chráněny před elektrickou složkou pulsu, ovšem pro ochranu přístroje i před magnetickou složkou pulsu musejí být přístroje vloženy do magneticky vodivé krabice (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 ani sebelepší stínění nepomůže, pokud je přístroji ponechána připojená anténa.