Pols electromagnètic
El terme pulse electromagnètic o PEM (en inglés: EMP, de ilectromagnetic pulse) pot referir-se a:
- una emissió d'energia electromagnètica d'alta intensitat en un breu periodo de temps;
- la radiació electromagnètica provinent d'una gran explosió (especialment una explosió nuclear) o d'un camp magnètic que fluctua intensament causat per la força d'espente del efecte Compton en electrons i fotoelectrones dels fotons dispersats en els materials de l'aparat electrònic o explosiu, o al seu entorn. Els camps elèctrics i magnètics resultants poden interferir en els sistemes elèctrics i electrònics provocant picos de tensió que poden danyar-los. Els efectes no solen ser importants més allà del radi d'explosió de la bomba, a no ser que esta siga nuclear o estiga dissenyada específicament per a produir una ona de choc electromagnètica.
En el cas d'una explosió nuclear o de l'impacte d'asteroide, la major part de l'energia del pols electromagnètic es distribuïx en la banda de freqüències d'entre 3 Hz i 30 kHz.
Història
[editar | editar còdic]El fet de que un pols electromagnètic és produït per una explosió nuclear es coneix des dels primers dies dels ensajos d'armes nuclears, pero la seua magnitut i l'importància dels seus efectes no es varen posar de manifest durant un temps.
Durant la primera prova nuclear d'Estats Units, el 16 de juliol de 1945, l'equip electrònic va ser apantallado degut a que Enrico Fermi esperava que es generara un pols electromagnètic en la detonació. Els archius tècnics oficials d'aquella prova nuclear afirmen que "totes les llínees de senyals varen ser completament apantalladas, en alguns casos per duplicat, i a pesar d'això es varen perdre molts registres per falses llectures que varen paralisar els equips de gravació."[2] Durant les proves nuclears britàniques en 1952–1953 va haver fallos en l'instrumentació que varen ser atribuïts a el "flash de radi", que era el terme utilisat en aquell llavors pels britànics per a el PEM.[3][4]
Starfish Prime
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Starfish Prime.
En juliol de 1962 es va realisar una prova nuclear nortamericana d'1,44 megatones a 400 km de la superfície, en l'espai, sobre el centre del oceà Pacífic. La prova, cridada "Starfish Prime", li va demostrar als científics nuclears que la magnitut i els efectes d'una explosió nuclear de gran altitut són molt més grans de lo que s'havia calculat prèviament. La prova Starfish Prime va produir danys en Hawái, a més de 800 milles de distància (1287,48 Quilómetros) des del punt de detonació, danyant al voltant de 300 fanals, aixina com provocant danys en una companyia telefònica. Els danys provocats per el PEM d'esta prova varen ser reparats ràpidament per la modesta (en comparació als de hui) infraestructura electrònica de Hawái en 1962.
La magnitut relativament chicoteta de el PEM de la prova Starfish Prime en Hawái (al voltant de 5.600 volts/m) i la relativament chicoteta cantitat de dany causat (per eixemple, només l'1 al 3 % dels fanals es varen apagar) va dur a alguns científics a creure, en els primers dies de l'investigació, que el problema podria no ser tan significatiu. Càlculs més recents varen mostrar que si l'ogiva de la prova Starfish Prime s'haguera detonat en el nort continental dels Estats Units, la magnitut de el PEM hauria segut molt major (22 000 a 30 000 volts / metro) per la major força del camp magnètic en el continent, aixina com l'orientació del camp magnètic terrestre en les altes latitut. Per a inutilisar aparats electrònics bastaria en un impuls de 4.000 volts/metros. Estos nous càlculs, junt en la cada volta més comuna dependència de la microelectrónica, fa pensar que un PEM podria ser alguna cosa molt greu.
Proyecte K
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Proyecte K.
En 1962, l'Unió Soviètica també va fer esclatar una série de tres bombes de PEM. Es varen fer els ensajos nuclears en l'espai de Kazakhstan denominant a l'operatiu "Proyecte K". A pesar de que estes armes eren molt més chicotetes (300 kilotones) que la de la prova "Starfish Prime", com les proves es varen realisar sobre una gran població (i també en un lloc a on el camp magnètic terrestre és major), els danys causats per el PEM resultant varen ser molt majors que en la prova nortamericana. El pols geomagnètic va induir una corrent elèctrica produint un sobre-voltage en una llarga llínea elèctrica subterrànea causant un incendi en la central d'energia en la ciutat de Karagandá. Despuix del colapse de l'Unió Soviètica, el nivell d'este dany va ser comunicat informalmente als científics d'Estats Units. La documentació formal d'alguns dels danys de el PEM existix en Kazakhstan, pero seguix sent escassa en la lliteratura científica pública.
Característiques d'una explosió nuclear en PEM
[editar | editar còdic]El cas d'un pols electromagnètic nuclear diferix d'una atra classe de polsos electromagnètics (PEM) en consistir en un complex multi-pols electromagnètic. El multipulso és generalment descrit en tres components, i estos components han segut definits pels estàndarts de la Comissió Internacional Electrotécnica (IEC, International Electrotechnical Comission)[5]
Els 3 components de el PEM nuclear, definits per el IEC, són cridats E1, E2 i E3.
- El pols E1 és un component molt ràpit de el PEM nuclear. Este component genera un camp elèctric que induïx voltages molt intensos i ràpits en els conductors elèctrics. El E1 és el component capaç de destruir ordenadors i equips de comunicació; ademés de ser massa ràpit per als protectors habituals contra raigs. EL component E1 és produït quan la radiació gamma causada per la detonació nuclear colpeja als electrons dels àtoms de les capes superiors de l'atmòsfera. La velocitat dels electrons es troba en les velocitats relativistes (més del 90% de la velocitat de la llum). Essencialment açò produïx un gran pols de corrent elèctrica vertical en les capes altes de l'atmòsfera sobre tota l'àrea afectada. Esta corrent elèctrica és afectada pels camps magnètics de la Terra que produïx un pols electromagnètic molt gran, pero molt breu que afecta a l'àrea.[6]
- El componente E2 del pulso tiene mucha similitud con los pulsos electromagnéticos producido por un rayo de una tormenta. Debido a esta similitud son los más fáciles de proteger porque los aparatos de protección contra rayos son capaces de asimilar bien esta componente.
- La componente E3 del pulso es muy lento, tardando entre decenas y centenares de segundos, y está provocada por el calor de la detonación, seguida de la restauración del campo magnético a su posición natural. La componente E3 es muy similar a una tormenta geomagnética provocada por una llamarada solar muy extrema.[7][8] Al igual que las tormentas geomagnéticas, la componente E3 puede producir corrientes inducidas en conductores largos dañando componentes como transformadores de líneas eléctricas.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ U.S. Army White Sands Missile Range, Nuclear Environment Survivability. Report ADA278230. Page D-7. 15 April 1994. [1]
- Archivat el 1 de decembre de 2012 archivat en Wayback Machine.
- ↑ Bainbridge, K.T., Trinity (Report LA-6300-H), Els Alamos Scientific Laboratory. May 1976. Page 53 [2]
- ↑ Baum, Carl E., "Reminiscences of High-Power Electromagnetics," IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. Vol. 49, No. 2. pp. 211–218. May 2007. [3]
- ↑ Baum, Carl E., "From the Electromagnetic Pulse to High-Power Electromagnetics," Proceedings of the IEEE, Vol.80, No. 6, pp. 789–817. June 1992 [4]
- ↑ IEC 61000-2-9
- ↑ Longmire, Conrad L. "Justification and Verification of High-Altitude EMP Theory, Part 1" LLNL-9323905, Lawrence Livermore National Laboratory. June 1986 [5]
- ↑ «Copia archivada». Archivat des d'el original, el 6 de julio de 2014. Consultat el 28 de junio de 2009.
- ↑ Report of the Commission to Assess the Threat to the United States from Electromagnetic Pulse (EMP) Attack [6]
- Este artícul conté una traducció derivada de «Pulso electromagnético» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.