Angenommen, Terroristen schaffen es, mitten in den USA ein EMP zur Detonation zu bringen. Die Reichweite ist groß genug, damit der Puls alle ungeschützten Hardware-Geräte trifft und effektiv unbrauchbar macht.
Nehmen wir an, dass dies ein Gelegenheitskäufer ist, und beschließen, es nur in Aluminiumfolie zu wickeln. Was die Pulsstärke betrifft, wie wäre es mit der durchschnittlichen Stärke des von einem Standard erzeugten EMP Größe Nuke.
Beispielsweise könnte eine E1-Art von EMP einen Impuls mit einer Stärke von bis zu 1 MeV (Millionen Elektronenvolt)
Hintergrundinformationen : Abhängig von der Größe der Lücken im Käfig kann ein Faradayscher Käfig ein darin befindliches Objekt vor Strahlung schützen Wenn das Objekt den Käfig nicht berührt, wird das Objekt angezeigt. *
Könnte ein Faraday-Käfig die Elektronik vor einem EMP schützen Könnte ein stärkeres EMP die Elektronik im Käfig noch beschädigen?
Kommentare
- hängt von der Wellenform des Impulses ' sowie von der Frequenz und der Intensität des Impulses ab, auch von der Dicke o Der Käfig ist in dieser Hinsicht wichtig. Bitte präzisieren Sie die Frage, indem Sie einige Zahlen oder Schätzungen eingeben.
- Und beschreiben Sie, wie eine Terroristengruppe (1) eine Bombe bekommt und (2) sie hoch genug bringt, damit EMP ein echtes Problem darstellt (Hinweis – eine Cessna hat gewonnen ' t do).
- Ignorieren Sie das WIE. Ich ' bin neugieriger auf die Physik dahinter.
- @JonCuster Ich ' stimme ab, um Ihren Kommentar zu schließen als Off-Topic. Haben Sie versucht, es beim Terror Stackexhange zu veröffentlichen?
- Wenn Sie über einen " Käfig " sprechen Wenn Sie es in ein leitfähiges Material einwickeln, hat diese Frage eine teilweise Antwort physics.stackexchange.com/questions/160137/…
Antwort
Es hängt alles von Ihrer Konstruktion des Faradayschen Käfigs ab … für eine ausreichende Gut konstruierter Käfig (mehrschichtige, durchgehende HF-Dichtungen an allen Nähten) lautet die Antwort „Ja“. Es ist viel einfacher, weitere 3 dB Isolation hinzuzufügen, als die Leistung Ihres EMP-Erzeugungsgeräts zu verdoppeln.
Stellen Sie sich vor, Sie haben einen Käfig mit nur 3 dB Abschirmung. Wenn Sie diesen Käfig in einen anderen einsetzen Käfig, Sie haben 6 dB. Und so geht es weiter. Dies ist ein Fall, in dem tatsächlich eine ausreichende Isolation möglich ist (vorausgesetzt, Sie sind weit genug von der Explosion entfernt, dass der Schild nicht mechanisch beeinträchtigt wird).
Kommentare
- Wie stark müsste der Puls sein, um ein echtes Risiko für das Schmelzen des Käfigs einzugehen? Oder würde dies niemals passieren?
- Es ist unwahrscheinlich, dass der elektromagnetische Impuls ausreichend energiereich ist, um den Käfig zu schmelzen – aber die Hitze der Explosion, die den Impuls erzeugt hat, könnte …
- Was ich Mittelwert ist so etwas wie " Wie stark müsste es sein, damit der Strom im Faradayschen Käfig stark genug ist, um ihn zu schmelzen "
- Die kurze Antwort – " lächerlich stark ". Schauen Sie sich an, wie Induktionsheizgeräte funktionieren: Sie induzieren Wirbelströme, die das Zielmaterial erwärmen. Wirbelströme erfordern $ \ frac {dB} {dt} $ – wenn es sich bei ' um einen einzelnen Impuls handelt, besteht die Möglichkeit, den Strom zu erhöhen, entweder darin, das B zu erhöhen oder die Zeit zu verringern. Aber je kürzer die Zeit, desto weniger Energie wird verbraucht. Mit einem Puls könnte es nie funktionieren. Sie würden ein kontinuierliches Hochleistungs-HF-Signal benötigen (selbst dann wäre es wahnsinnig schwer. In MR-Systemen haben sie wirklich starke und sich schnell ändernde magnetische Gradienten und viele Wirbelströme – aber nichts schmilzt).
- Die " Hitze der Explosion " wird ' kein Problem sein. Ein EMP-Gerät muss in der Exosphäre explodieren. Wenn es nicht ' eine wirklich gigantische Bombe ist, ist es ' einfach zu weit entfernt (zu hoch am Himmel), als dass direkte Strahlung Schaden anrichten könnte Objekte am Nullpunkt.
Antwort
Wenn Sie Ihre Elektronik in Aluminium-Küchenfolie einwickeln, gilt die entsprechende Gleichung für Der elektrische Feldübertragungsfaktor, der die Reflexion von der Folie und die Dämpfung in der Folie berücksichtigt, ist $$ \ frac {E_t} {E_i} \ simeq 4 \ frac {\ eta _ {\ rm Al}} {\ eta_0} \ exp (-t / \ delta) = 0,47 \ omega ^ {- 1/2} \ exp (-22 \ omega ^ {1/2} t), $$ wobei $ t $ die Foliendicke und $ \ omega $ ist die „Frequenz“ der EM-Strahlung (siehe Faradayscher Käfig im wirklichen Leben ). Der übertragene Leistungsanteil wäre das Quadrat davon.
Typische Folie hat $ t \ sim 3 \ mal 10 ^ {- 5} $ m und die niedrigsten Frequenzen haben die höchsten Übertragungsfaktoren. Laut dieses ausführlichen Berichts ist ein E1-HEMP für Frequenzen unter 1 MHz weniger wichtig als Blitzeinschläge. Bei 1 MHz ($ \ omega \ sim 6 \ mal 10 ^ 6 $ Hz) ergibt die obige Formel einen Übertragungsfaktor von $ 3 \ mal 10 ^ {- 5} $. Bei einem typischen HEMP-E-Feld-Peak von etwa 50.000 V / m (gleicher Bericht) reicht diese Dämpfung aus, um das Signal auf das typische Signal eines starken FM-Radiosenders zu reduzieren.
Also meine Schlussfolgerung ist, dass Alufolie Ihr Telefon vor einem EMP schützen würde. Es ist jedoch einfach nicht praktikabel oder möglich, alle elektronischen und elektronischen Geräte vollständig einzuschließen (z. B. benötigen sie häufig Kabel zum Ein- oder Aussteigen oder eine Art Öffnung, die sie anfällig machen kann).