Załóżmy, że terrorystom udaje się zdetonować EMP w środku Stanów Zjednoczonych. Jego zasięg jest wystarczająco duży, aby impuls uderzył i skutecznie uczynił bezużytecznym cały niezabezpieczony sprzęt.
Załóżmy, że jest to przypadkowy kupiec i decyduje się po prostu owinąć go folią aluminiową. Jeśli chodzi o siłę impulsu, to może średnia siła impulsu generowanego przez standard rozmiar nukea.
Na przykład EMP typu E1 może wytworzyć impuls o sile do 1 MeV (milion elektronowoltów)
Informacje podstawowe : W zależności od wielkości szczelin w klatce klatka Faradaya może chronić znajdujący się w niej obiekt przed promieniowaniem widmo. Jeśli obiekt nie dotyka klatki, obiekt zostanie osłonięty. *
Czy klatka Faradaya może chronić elektronikę przed EMP ? Czy silniejsze EMP może nadal uszkodzić elektronikę w klatce?
Komentarze
- zależy od kształtu fali impulsu ', jak również częstotliwości i intensywności impulsu. również grubość o f klatka jest ważna w tym względzie. Proszę sprecyzować pytanie, podając kilka liczb lub szacunków. .
- Opisz, w jaki sposób grupa terrorystyczna (1) zdobędzie bombę i (2) podniesie ją na tyle wysoko, że EMP będzie prawdziwym problemem (wskazówka – wygrał Cessna ' nie).
- Zignoruj HOW. Jestem ' bardziej ciekawi fizyki stojącej za tym.
- @JonCuster I ' Głosuję za zamknięciem komentarza jako niezwiązane z tematem. Czy próbowałeś opublikować go w stosie terrorystów?
- Jeśli mówisz o " klatce " w kategoriach owijania go w materiał przewodzący, to na to pytanie można odpowiedzieć częściową physics.stackexchange.com/questions/160137/…
Odpowiedź
Wszystko zależy od konstrukcji klatki Faradaya … na wystarczająco dobrze skonstruowana klatka (wielowarstwowa, ciągła, uszczelki RF na wszystkich szwach) odpowiedź brzmi „tak”. O wiele łatwiej jest dodać kolejne 3 dB izolacji niż podwoić moc urządzenia generującego EMP.
Wyobraź sobie, że masz klatkę, która zapewnia tylko 3 dB ekranowania. Jeśli umieścisz tę klatkę w innej klatka, masz 6 dB. I tak jest dalej. Jest to jeden przypadek, w którym wystarczająca izolacja jest rzeczywiście możliwa (zakładając, że jesteś na tyle daleko od wybuchu, że ekran nie jest uszkodzony mechanicznie).
Komentarze
- Jak silny musiałby być puls, aby powstało rzeczywiste ryzyko stopienia klatki? A może to się nigdy nie wydarzy?
- Impuls elektromagnetyczny prawdopodobnie nie będzie wystarczająco energiczny, aby stopić klatkę – ale ciepło eksplozji, które wygenerowało impuls, mogłoby …
- Co ja znaczy to coś w rodzaju " Jak silne musiało być, aby prąd w klatce Faradaya był wystarczająco silny, aby ją stopić "
- Krótka odpowiedź – " absurdalnie mocna ". Spójrz, jak działają nagrzewnice indukcyjne: indukują prądy wirowe, które ogrzewają materiał docelowy. Prądy wirowe wymagają $ \ frac {dB} {dt} $ – jeśli ' to pojedynczy impuls, sposobem na zwiększenie prądu jest albo zwiększenie B, albo zmniejszenie czasu. Ale im krótszy czas, tym mniej energii jest rozpraszane. Z pulsem to nigdy nie zadziała. Potrzebowałbyś ciągłego sygnału RF o dużej mocy (nawet wtedy byłoby to niesamowicie trudne. W systemach MR mają one naprawdę silne i szybko zmieniające się gradienty magnetyczne oraz mnóstwo prądów wirowych – ale nic się nie topi).
- " ciepło wybuchu " wygra ' nie będzie problemem. Urządzenie EMP musi zostać eksplodowane w egzosferze. O ile nie ' jest naprawdę gigantyczną bombą, ' będzie po prostu zbyt daleko (zbyt wysoko na niebie), by bezpośrednie promieniowanie mogło zaszkodzić obiekty w punkcie zerowym.
Odpowiedź
Jeśli zawiniesz swoją elektronikę w aluminiową folię kuchenną, odpowiednie równanie współczynnik transmisji pola elektrycznego uwzględniający odbicie od folii i tłumienie w folii wynosi $$ \ frac {E_t} {E_i} \ simeq 4 \ frac {\ eta _ {\ rm Al}} {\ eta_0} \ exp (-t / \ delta) = 0,47 \ omega ^ {- 1/2} \ exp (-22 \ omega ^ {1/2} t), $$ gdzie $ t $ to grubość folii, a $ \ omega $ to „częstotliwość” promieniowania EM (patrz klatka Faradaya w prawdziwym życiu ). Ułamek mocy transmitowanej byłby kwadratem tego.
Typowa folia ma $ t \ sim 3 \ times 10 ^ {- 5} $ m, a najniższe częstotliwości mają najwyższe współczynniki transmisji. Według tego obszernego raportu , HEMP E1 jest mniej ważny niż uderzenia pioruna dla częstotliwości poniżej 1 MHz. Przy 1 MHz ($ \ omega \ sim 6 \ times 10 ^ 6 $ Hz) powyższy wzór daje współczynnik transmisji 3 $ \ times 10 ^ {- 5} $. Biorąc pod uwagę typową wartość szczytową pola E HEMP wynoszącą około 50 000 V / m (ten sam raport), to takie tłumienie jest wystarczające, aby zredukować sygnał do wartości typowej dla silnej stacji radiowej FM.
Więc mój wniosek jest to, że folia aluminiowa chroniłaby twój telefon przed EMP. Jednak po prostu nie jest praktyczne ani możliwe, aby całkowicie zamknąć wszystkie urządzenia elektroniczne i elektroniczne (np. Często wymagają one wprowadzenia lub wyprowadzenia kabli lub jakiegoś otworu, który może narazić je na niebezpieczeństwo).