Impuls elektromagnetyczny

Ten artykuł od 2022-05 wymaga zweryfikowania podanych informacji. Należy podać wiarygodne źródła w formie przypisów bibliograficznych. Część lub nawet wszystkie informacje w artykule mogą być nieprawdziwe. Jako pozbawione źródeł mogą zostać zakwestionowane i usunięte. Sprawdź w źródłach: Encyklopedia PWN • Google Books • Google Scholar • Federacja Bibliotek Cyfrowych • BazHum • BazTech • RCIN • Internet Archive (texts / inlibrary) Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdują się w dyskusji tego artykułu. Po wyeliminowaniu niedoskonałości należy usunąć szablon {{Dopracować}} z tego artykułu.

Impuls elektromagnetyczny (w skrócie IEM) (ang. electromagnetic pulse – EMP) – powstawanie i rozprzestrzenianie się promieniowania elektromagnetycznego o szerokim widmie stosunkowo niskich częstotliwości, krótkim czasem trwania i bardzo dużym natężeniu.

Impuls elektromagnetyczny powstaje podczas silnych eksplozji (szczególnie bomby atomowej), podczas zdarzeń wywołujących gwałtowne zaburzenia ziemskiego pola magnetycznego.

Impuls powstający podczas wybuchu jądrowego przenosi większość energii w falach elektromagnetycznych o częstotliwościach w zakresie od 3 Hz do 30 kHz.

Wyróżnia się następujące rodzaje impulsów:

• NEMP (ang. Nuclear Electromagnetic Pulse) – impuls powstający podczas wybuchu jądrowego,
• LEMP (ang. Lightning Electromagnetic Pulse) – impuls powstający podczas wyładowania atmosferycznego (pioruna)

Pozostałe źródła generują impulsy o znacznie mniejszym natężeniu.

Prowadzone są prace nad bronią EMP, której siłą rażenia byłby impuls elektromagnetyczny. Powodowałaby ona zniszczenie sprzętu elektronicznego i elektrycznego w promieniu rażenia (w tym radarów, elektroniki samolotów itd.).

Szkodliwość impulsu

Impuls elektromagnetyczny indukuje wysokie napięcie w sieciach, urządzeniach elektrycznych i elektronicznych. Zwiększone napięcie powoduje skokowy wzrost natężenia prądu elektrycznego i wydzielanie dużych ilości ciepła, w konsekwencji czego uszkodzeniu ulegają elementy elektroniczne, obwody elektryczne, a nawet linie przesyłowe. Wysokie napięcie powoduje również przebicie warstw izolacyjnych.

Zmienia własności jonosfery, zaburzając łączność radiową.

Powstawanie impulsu

Impuls powstaje w wyniku przyspieszania, hamowania oraz ruchu po okręgu (w polu magnetycznym) cząstek obdarzonych ładunkiem, głównie elektronów.

W wyniku wybuchu bomby jądrowej powstaje promieniowanie gamma, promieniowanie to, oddziałując z powietrzem, jonizuje cząsteczki powietrza, a wybitym elektronom nadaje kierunek ruchu zbliżony do kierunku rozprzestrzeniania się promieniowania. Przyspieszane elektrony są źródłem promieniowania elektromagnetycznego.

Powstała w wyniku wybuchu i promieniowania jonizującego plazma jest pchana siłą wybuchu, poruszając się w ziemskim polu magnetycznym, na zasadzie pola wmrożonego, pcha pole magnetyczne wraz z falą uderzeniową wybuchu. Gdy zmiany są gwałtowne i silne, to zaburzenia pola magnetycznego rozprzestrzeniają się jako promieniowanie elektromagnetyczne. W ten sposób powstaje impuls elektromagnetyczny gdy do ziemskiej magnetosfery dotrze fala erupcji słonecznej lub wpadnie do atmosfery duży meteoroid.

W przypadku uderzenia pioruna impuls elektromagnetyczny powstaje w następujący sposób: piorun to prąd elektryczny o bardzo dużym natężeniu (rzędu dziesiątek tysięcy amperów). Jak każdy przewodnik z prądem elektrycznym błyskawica również wytwarza pole magnetyczne, jego źródłem są przyspieszane w polu elektrycznym elektrony tworzące prąd wyładowania. Pole to utrzymuje się mniej więcej tyle samo czasu, ile trwa wyładowanie, a więc ma charakter impulsowy. Jeżeli w obrębie tego pola znajdzie się jakikolwiek obwód elektryczny, np. linia przesyłowa, telefoniczna, domowa instalacja elektryczna, antena telewizyjna itp. to w obwodzie tym zostanie wyindukowane napięcie o wartości przekraczającej wartość dopuszczalną, wskutek czego te instalacje i urządzenia podłączone do nich mogą ulec uszkodzeniu. Dlatego podczas burzy obserwowane są przypadki uszkodzenia np. telewizorów, komputerów czy innych urządzeń elektrycznych, mimo iż piorun nie uderzył w linię. Najlepszym zabezpieczeniem przed impulsem elektromagnetycznym, a także przed bezpośrednim uderzeniem pioruna, jest wyłączenie tych urządzeń z sieci elektrycznej, telefonicznej, anten zewnętrznych, sieci internetowych itp., jeżeli zbliża się burza.

W broni jądrowej

Impuls elektromagnetyczny, powstający podczas wybuchu broni jądrowej, jest tak silny, że określa się go jako jeden z czynników rażenia tej broni. Istnieją też koncepcje takiego przeprowadzenia wybuchu, by ten czynnik odgrywał pierwszoplanową rolę. Tego typu bomba zwana jest bombą elektromagnetyczną.