Was macht eine E-Bombe oder einen elektromagnetischen Impuls (EMP) zerstörerisch?

Der Grund, warum ein solcher Puls so destruktiv ist, liegt darin, dass er einen breiten Frequenzbereich hat und daher Dinge mit einem breiten Bereich physikalischer Dimensionen und der großen Amplitude des Pulses beeinflussen kann.

Jedes Stück leitendes Material wirkt wie eine Antenne. Bei normaler Erfahrung hier auf der Erde ist die Umgebungs-HF-Strahlung so gering, dass die resultierenden Ströme und Spannungen in diesen leitenden Materialien so gering sind, dass sie keinen Schaden verursachen. Tatsächlich sind sie so niedrig, dass Funkgeräte, die diese Signale absichtlich aufnehmen sollen, sie verstärken müssen, um nützliche Pegel zu erreichen.

Die resultierenden Spannungen und Ströme sind proportional zur Stärke des sie verursachenden Feldes. Ein gewisses Maß an Spannung und Strom wird etwas beschädigen, daher wird ein gewisses Maß an Feldstärke Schäden verursachen. Das sind mehrere Größenordnungen mehr als das, was wir normalerweise hier erleben, aber genau das kann der richtige Typ von Atombombe produzieren.

Wenn eine Schaltung mit den von einer Antenne kommenden Mikroamp-Signalen arbeiten soll, sollte es nicht weit hergeholt sein, sich vorzustellen, dass Verstärker etwas beschädigen können.

Das ist nicht so weit hergeholt, wie es scheinen mag. Große koronale Massenauswürfe der Sonne haben zuvor Teile des Stromnetzes zerstört. In diesem Fall sind die Stromleitungen wirklich lange Antennen, und die Felder, die durch die Bewegung so vieler geladener Teilchen verursacht werden, verursachten genug Überstrom, um Unterbrecher im System auszulösen.

Zwei Dinge machen eine EMP-Waffe zerstörerisch:

• die ungeheure Menge an freigesetzter Energie
• die sehr kurze Zeitspanne, in der es veröffentlicht wird

Ein weiteres kleineres, aber ähnliches Beispiel ist der Blitz. Ein Blitzschlag kann in wenigen Millisekunden 500 Megajoule Energie freisetzen. Zum Vergleich: Ein 50-kW-MW-Rundfunksender setzt alle 2,8 Stunden die gleiche Energiemenge frei. Aber ein Blitzeinschlag in Ihrem Haus wird wahrscheinlich einige Schäden verursachen, während 2,8 Stunden in der Nähe eines AM-Senders dies nicht tun.

Vielleicht gewinnen Sie eine Ahnung, warum ein kurzer Impuls zerstörerischer ist, wenn Sie sich die Definition der Induktivität ansehen:

Woher:

• $v(t)$ist die Spannung zur Zeit$t$, in Volt
• $L$ist die Induktivität in Henry,
• $\frac{\mathrm di}{\mathrm dt}$ist die Änderungsrate des Stroms über die Zeit in Ampere pro Sekunde

Eine EMP-Waffe erzeugt sehr schnelle Änderungen im Magnetfeld, die sehr schnell wechselnde Ströme in jedem Leiter induzieren . Folglich$\frac{\mathrm di}{\mathrm dt}$wird sehr groß sein, und selbst gegen eine kleine Induktivität kann dies zu Spannungen führen, die hoch genug sind, um die Elektronik zu beschädigen, insbesondere empfindliche Dinge wie MOSFETs (die Grundlage moderner digitaler Elektronik), von denen viele durch Anlegen von nur 10 beschädigt werden können Volt zu ihrem Gate.

Die Kapazität ist ähnlich definiert und ist das Dual der Induktivität:

Dies bedeutet, dass eine schnelle Spannungsänderung zu schädlichen Strömen führen kann.

Natürlich erzeugt eine EMP-Waffe wahrscheinlich sowohl magnetische als auch elektrische Felder, aber aus diesen beiden Gleichungen können Sie erkennen, warum der Impulsteil des elektromagnetischen Impulses der Schlüssel zu seiner zerstörerischen Kraft ist. Grob gesagt verdoppelt die Freisetzung der gleichen Energiemenge in der Hälfte der Zeit die Ströme und Spannungen, die möglicherweise erzeugt werden, mit einer daraus resultierenden Zunahme der Zerstörungskraft.

Die EMP-Impulse der Atombombe können einen so großen Bereich beeinflussen, weil die Bombe eine so große Energiemenge enthält.

Bezugnehmend auf https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_electromagnetic_pulse#Starfish_Prime und https://en.wikipedia.org/wiki/TNT_equivalent , der hochgelegene "Starfish Prime", der auf Hawaii elektrische Schäden verursachte, etwa 1.445 Kilometer ( 898 Meilen) vom Detonationspunkt entfernt, etwa 300 Straßenlaternen ausschaltete, eine 1,44-Megatonnen-Bombe einsetzte: Das entspricht der Hälfte aller konventionellen Sprengstoffe, die im Zweiten Weltkrieg in einer einzigen Explosion verwendet wurden . 6 Petajoule Energie.

Das entspricht dem Betrieb des 50-kW-AM-Radiosenders in Phil Frosts Antwort für 3800 Jahre.

Der Starfish Prime H-Bombentest in großer Höhe (Weltraum) von 1962, dessen Ergebnisse hier (in Neuseeland) tagelang sichtbar waren und der angeblich einige Schäden durch EMP-Effekte verursachte, erreichte:

• " .... im Juli 1962 beschädigte der Starfish Prime-Test Elektronik in Honolulu und Neuseeland (etwa 1.300 Kilometer entfernt), ließ 300 Straßenlaternen auf Oahu (Hawaii) durchbrennen, löste etwa 100 Einbruchsalarme aus und verursachte den Ausfall einer Mikrowelle Repeating Station auf Kauai, die das robuste Telefonsystem von den anderen Hawaii-Inseln abschneidet. ..." Aus:

Wikipedia-EMP

und

Explosion in großer Höhe

Mechanismen & Folgen:

Auswirkung des SCHNELLEN NUKLEAREN ELEKTROMAGNETISCHEN IMPULS auf das elektrische Stromnetz im ganzen Land: Eine andere Sicht
, geschrieben ~ = 1987.

• Zusammenfassung: Dieses Papier betrachtet in erster Linie die potenziellen Auswirkungen eines einzelnen nuklearen Ausbruchs in großer Höhe auf das US-Stromnetz. Es wird ein Vergleich zwischen EMP und natürlichen Phänomenen wie Blitzen angestellt. Dieses Papier kommt zu dem Schluss, dass EMP für das Stromnetz nicht schädlicher ist als seine Gegenstücke in der Natur. Eine Obergrenze des elektrischen Felds der sehr schnellen EMP mit hoher Amplitude wird aus Grundprinzipien abgeleitet.
  Die resultierenden Werte sind deutlich niedriger als die üblicherweise präsentierten Werte. Zusätzliche Berechnungen zeigen, dass die durch einen nuklearen Ausbruch erzeugte Ionisation die EMP stark dämpft.

Wie das Zeug funktioniert - Ebomb

70+ Seiten - Anti-Kriegs-Fokus, aber große Mengen an emp.

Auswirkungen von Atomwaffentests: Entlarvung populärer Übertreibungen, die die Weiterverbreitung fördern

40 Seiten + Zusammenstellung - viel auf emp enthalten.

Auswirkungen von Atomwaffen: Die Tatsachenwahrheit, zusammengestellt aus freigegebenen Berichten