Ядерные бомбы вызывают странный эффект, который может поджарить вашу электронику — вот как это работает

Значок электронной почты Конверт. Это указывает на возможность отправки электронной почты.

Значок «Поделиться» Изогнутая стрелка, указывающая вправо.
Значок Twitter Стилизованная птица с открытым ртом, чирикает.

Значок Twitter LinkedIn Слово «в».

Значок LinkedIn Fliboard Стилизованная буква F.

Flipboard Facebook Icon Буква F.

Значок электронной почты Facebook Конверт. Это указывает на возможность отправки электронной почты.

Значок ссылки по электронной почте Изображение звена цепи. Он символизирует URL-адрес ссылки на веб-сайт.

• Ядерные взрывы вызывают эффект, называемый электромагнитным импульсом или ЭМИ.
• ЭМИ может вывести из строя или даже разрушить электронику на расстоянии нескольких миль.
• Взрывы в милях над такой страной, как США, могут серьезно повредить ее электрическую и телекоммуникационную инфраструктуру.

Ядерный взрыв создает множество ужасающих эффектов, в том числе ослепляющую (и обжигающую) вспышку света, взрывную волну, сбрасывающую здания, зажигательный огненный шар и радиоактивные осадки, которые могут разлететься на сотни миль.

Но есть менее известное последствие ядерного взрыва, способное резко расширить зону поражения: электромагнитный импульс, или ЭМИ.

ЭМИ — это быстрые невидимые всплески электромагнитной энергии. Они возникают в природе, чаще всего во время ударов молнии, и могут вывести из строя или разрушить расположенную поблизости электронику.

Тем не менее, согласно отчетам правительства США, ядерные ЭМИ — если детонация достаточно мощная и мощная — могут покрыть весь континент и вывести из строя крошечные схемы внутри современной электроники в массовом масштабе. Электросеть, телефонные и интернет-линии и другая инфраструктура, в которой используется металл, также могут быть подвержены воздействию, напоминающему разрушительную геомагнитную бурю.

Сообразительные читатели обратили на это наше внимание после того, как мы опубликовали экспертный совет о том, почему нельзя садиться в машину после взрыва ядерной бомбы. Брук Баддемейер, эксперт по радиации из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса, предложил вместо этого укрыться глубоко в здании и настроиться на радио для получения инструкций. В ответ читатель указал, что «радио, компьютеры, все, что использует электрическую передачу для собственного питания, будет эффективно нейтрализовано» ЭМИ бомбы.

Это может быть правильно — но, к счастью, только в очень специфических и редких ситуациях.

Как работает электромагнитный импульс

Ядерные взрывы не создают ЭМИ напрямую; эффект требует пару ключевых ингредиентов.

По данным НАСА, первый — это невидимый всплеск гамма-лучей ядерной бомбы, форма света, обычно излучаемая «самыми горячими и самыми энергичными объектами во Вселенной». Небольшая часть энергетического выхода бомбы — от 0,1% до 0,5% — излучается в виде гамма-лучей. Они врезаются в молекулы воздуха, выбивают электроны и разгоняют отрицательно заряженные частицы примерно до 90% скорости света.

Затем магнитное поле Земли перемещает многие из этих высокоскоростных электронов к полюсам планеты по схеме штопора. Электроны реагируют на это движение, высвобождая свою новоприобретенную энергию в виде мощного супа электромагнитного излучения, включая радиоволны.

Это ядерный электромагнитный импульс. Это происходит за долю микросекунды, и всплеск энергии может перегрузить или «поразить» чувствительные электронные устройства, особенно те, на которые мы сегодня сильно полагаемся.

«Излучение может собираться металлическими и другими проводниками на расстоянии, так же как радиоволны улавливаются антеннами», — говорится в несекретном отчете Министерства обороны и Министерства энергетики за 1977 год.

«Однако энергия от ЭМИ поступает за такое короткое время, что производит сильный электрический ток, который может повредить оборудование», — говорится в сообщении. «Равное количество энергии, распространяющееся в течение длительного периода времени, как при обычном радиоприеме, не окажет вредного воздействия».

Когда ЭМИ проходит через металлические предметы, такие как телефон, компьютер или радиоприемник, они могут «поймать» этот невероятно мощный импульс. Это может генерировать мошеннический ток электричества, который проходит через крошечные схемы современного устройства и может нарушить или даже разрушить их. В то же время оборудование передачи электроэнергии или телекоммуникационное оборудование может перегрузиться из-за избыточного тока, искрить и выйти из строя на много миль вокруг.

Если вы когда-либо включали микроволновую печь и замечали, что соединение Wi-Fi или Bluetooth на вашем телефоне на мгновение пропадало, вы испытывали разрушительные электромагнитные волны и имели очень слабое представление о том, что может произойти с ЭМИ.

Интенсивность ЭМИ ядерного взрыва составляет от 30 000 до 50 000 вольт на метр — в тысячи раз больше, чем та, которую излучает ваша микроволновка.

К счастью, не все ядерные взрывы одинаковы, когда дело доходит до ЭМИ.

Почему высота решает все

Ядерные взрывы, которые происходят в десятках или сотнях миль над Землей, могут иметь разрушительные последствия по сравнению с теми, которые происходят на земле.

На большой высоте гамма-лучи могут легче распространяться, поражая сразу множество молекул воздуха в верхних слоях атмосферы на большой площади. Низкая плотность воздуха позволяет электронам двигаться более свободно и максимизировать интенсивность ЭМИ.

В отчете Комиссии по ЭМИ за 2008 год предполагается, что правильное ядерное устройство, взорванное на нужной высоте, может окутать всю континентальную часть США электромагнитным полем, нарушив телекоммуникационную и энергетическую инфраструктуру с «катастрофическим» эффектом. Некоторые физики и эксперты по оружию скептически относятся к этому отчету, а угроза ЭМИ со стороны некоторых стран, таких как Северная Корея, считается «нелепой и смехотворной».

Тем не менее, ядерный ЭМИ реален. Однако при взрыве близко к земле многие гамма-лучи врезаются в землю. Этим лучам было бы труднее создать большое электрическое поле, которое могло бы генерировать широко распространенный ЭМИ. И большая плотность воздуха тоже не поможет.

Правительство США активно планирует 15 сценариев стихийных бедствий, один из которых представляет собой вызванный террористами ядерный взрыв, который произойдет близко к земле с мощностью около 10 килотонн, что примерно на 66% мощнее взрыва в Хиросиме.

Именно эту установку мы обсуждали с Баддемайером, и в этом случае, по его словам, сам по себе ядерный взрыв доставит вам гораздо больше беспокойства, чем неисправная электроника или потеря мощности.

«Здесь будут некоторые локальные эффекты ЭМИ, — сказал он Business Insider в электронном письме, — но если вы находитесь достаточно близко, чтобы ваше оборудование могло быть повреждено ЭМИ (в пределах пары миль), то вы также достаточно близко, чтобы подвергаться значительному воздействию взрывной волны».

Иными словами, вы можете не выжить в этой зоне, которая может простираться на пару миль в диаметре. И если бы вы это сделали, вам пришлось бы беспокоиться о том, чтобы выбраться из радиоактивных обломков, прежде чем проверить, работает ли ваше радио.

Более вероятно, говорит Баддемейер, что в радиусе примерно 5 миль от взрыва «вы можете оказать разрушающее воздействие, которое не «поджарит» ваше оборудование, но может вызвать «защелкивание» (например, как бесконечно вращающиеся песочные часы на ваш телефон) до перезагрузки».

По словам Буддемайера, существуют сотни переменных, которые определяют, влияет ли ЭМИ на электронику, в том числе «размер и ориентация вашего устройства, структура здания, в котором вы находитесь, подключаемый модуль или аккумулятор, если он находится за сетевым фильтром. ," и так далее.

Поскольку многие радиоприемники имеют более простую и менее чувствительную схему, чем телефон, они, скорее всего, будут первой линией информации после наземного взрыва.

«Существует большая вероятность того, что даже в нескольких милях от места происшествия будет много работающих радиостанций, и что радиовышки за пределами пострадавшего района по-прежнему смогут отправлять информацию о самой безопасной стратегии для обеспечения безопасности вас и вашей семьи. », — говорит Буддемайер.