Защита электроники от электромагнитного импульса

Виды ядерных взрывов

Виды ядерных взрывов. Развитие ядерного взрыва и образование поражающих факторов.

В зависимости от задач, решаемых применением ядерного оружия, ядерные взрывы могут производиться в воздухе, на поверхности земли и воды, под землей и водой. В соответствии с этим различают высотный, воздушный, наземный (надводный) и подземный (подводный) взрывы. Высотный ядерный взрыв — это взрыв, произведенный с целью уничтожения в полете ракет и самолетов на безопасной для наземных объектов высоте (свыше 10 км). Поражающими факторами высотного взрыва являются: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и электромагнитный импульс (ЭМИ). Воздушный ядерный взрыв — это взрыв, произведенный на высоте до 10 км, когда светящаяся область не касается земли (воды). Воздушные взрывы подразделяются на низкие и высокие. Сильное радиоактивное заражение местности образуется только вблизи эпицентров низких воздушных взрывов. Заражение местности по следу облака существенного влияния на действия личного состава не оказывает. Наиболее полно при воздушном ядерном взрыве проявляются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и ЭМИ. Наземный (надводный) ядерный взрыв — это взрыв, произведенный на поверхности земли (воды), при котором светящаяся область касается поверхности земли (воды), а пылевой (водяной) столб с момента образования соединен с облаком взрыва. Характерной особенностью наземного (надводного) ядерного взрыва является сильное радиоактивное заражение местности (воды} как в районе взрыва, так и по направлению движения облака взрыва. Поражающими факторами этого взрыва являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности и ЭМИ. Подземный (подводный) ядерный взрыв — это взрыв, произведенный под землей (под водой) и характеризующийся выбросом большого количества грунта (воды), перемешанного с продуктами ядерного взрывчатого вещества (осколками деления урана-235 или плутония-239). Поражающее и разрушающее действие подземного ядерного взрыва определяется в основном сейсмовзрывными волнами (основной поражающий фактор), образованием воронки в грунте и сильным радиоактивным заражением местности. Световое излучение и проникающая радиация отсутствуют. Характерным для подводного взрыва является образование султана (столба воды), базисной волны, образующейся при обрушении султана (столба воды). Воздушный ядерный взрыв начинается кратковременной ослепительной вспышкой, свет от которой можно наблюдать на расстоянии нескольких десятков и сот километров. Вслед за вспышкой появляется светящаяся область в виде сферы или полусферы (при наземном взрыве), являющаяся источником мощного светового излучения. Одновременно из зоны взрыва в окружающую среду распространяется мощный поток гамма-излучения и нейтронов, которые образуются в ходе цепной ядерной реакции и в процессе распада радиоактивных осколков деления ядерного заряда. Гамма-кванты и нейтроны, испускаемые при ядерном взрыве, называют проникающей радиацией. Под действием мгновенного гамма-излучения происходит ионизация атомов окружающей среды, которая приводит к возникновению электрических и магнитных полей. Эти поля ввиду их кратковременности действия принято называть электромагнитным импульсом ядерного взрыва. В центре ядерного взрыва температура мгновенно повышается до нескольких миллионов градусов, в результате чего вещество заряда превращается в высокотемпературную плазму, испускающую рентгеновское излучение. Давление газообразных продуктов вначале достигает нескольких миллиардов атмосфер. Сфера раскаленных газов светящейся области, стремясь расшириться, сжимает прилегающие слои воздуха, создает резкий перепад давления на границе сжатого слоя и образует ударную волну, которая распространяется от центра взрыва в различных направлениях. Так как плотность газов, составляющих огненный шар, намного ниже плотности окружающего воздуха, то шар быстро поднимается вверх. При этом образуется облако грибовидной формы, содержащее газы, пары воды, мелкие частицы грунта и огромное количество радиоактивных продуктов взрыва. По достижении максимальной высоты облако под действием воздушных течений переносится на большие расстояния, рассеивается и радиоактивные продукты выпадают на поверхность земли, создавая радиоактивное заражение местности и объектов.

Атом в мирных целях

Энергия цепной ядерной реакции – это самая мощная сила, доступная сегодня человеку. Неудивительно, что ее попытались приспособить для выполнения мирных задач. Особенно много подобных проектов разрабатывалось в СССР. Из 135 взрывов, проведенных в Советском Союзе с 1965 по 1988 год, 124 относились к «мирным», а остальные были выполнены в интересах военных.

Их хотели использовать для поворота сибирских рек на юг страны, с их помощью собирались рыть каналы. Правда, для подобных проектов думали пустить в дело небольшие по мощности «чистые» заряды, создать которые так и не получилось.

В СССР разрабатывались десятки проектов подземных ядерных взрывов для добычи полезных ископаемых. Их намеревались использовать для повышения отдачи нефтеносных месторождений. Таким же образом хотели перекрывать аварийные скважины. В Донбассе провели подземный взрыв для удаления метана из угленосных слоев.

Карта «мирных» ядерных взрывов на территории СССР

Ядерные взрывы послужили и на благо теоретической науки. С их помощью изучалось строение Земли, различные сейсмические процессы, происходящие в ее недрах. Были предложения путем подрыва ЯО бороться с землетрясениями.

Мощь, скрытая в атоме, привлекала не только советских ученых. В США разрабатывался проект космического корабля, тягу которого должна была создавать энергия атома: до реализации дело не дошло.

До сих пор значение советских экспериментов в этой области не оценено по достоинству. Информация о ядерных взрывах в СССР по большей части закрыта, о некоторых подобных проектах мы почти ничего не знаем. Сложно определить их научное значение, а также возможную опасность для окружающей среды.

Ядерное оружие – это самое страшное изобретение человечества, а его взрыв – наиболее «инфернальное» средство уничтожения из всех существующих на земле. Создав его, человечество приблизилось к черте, за которой может быть конец нашей цивилизации. И пускай сегодня нет напряженности Холодной войны, но угроза от этого не стала меньшей.

В наши дни самая большая опасность – это дальнейшее бесконтрольное распространение ядерного оружия. Чем больше государств будут им обладать, тем выше вероятность, что кто-то не выдержит и нажмет пресловутую «красную кнопку». Тем более, что сегодня заполучить бомбу пытаются наиболее агрессивные и маргинальные режимы на планете.

Автор статьи:

Егоров Дмитрий

Увлекаюсь военной историей, боевой техникой, оружием и другими вопросами, связанными с армией. Люблю печатное слово во всех его формах.

Технические решения

В ряде обстоятельств, когда источники электромагнитного излучения используются длительное время и имеют повышенную мощность, возникает необходимость использования для защиты специальных технических приспособлений и технологий

Особенно важно соблюдение норм и производственных условий. Широко применяются разные методы защиты от электромагнитных излучений

Костюмы для защиты от электромагнитного излучения

Нормы на экранирующие устройства нормируются ГОСТ. Могут применяться экраны поглощающего или отражающего типа. В первом случае они изготавливаются из металлов с низким удельным электрическим сопротивлением (медь, латунь, алюминий) в виде сеток или сплошных листов. В качестве отражающих экранов начали широко применяться специальные краски на базе коллоидного серебра, сажи, оксида железа и т.п. Нередко экран устанавливается в виде пленки с металлизированным слоем.

Экраны могут закрывать непосредственно излучатель, не давая волнам распространяться. Иногда возникает необходимость экранирования всего помещения. Если в подвале или на нижнем этаже располагается мощный источник электромагнитных волн, то используется напольный вариант экрана. В некоторых случаях приходится экранировать стены.

В производственных условиях нередко используются индивидуальные средства защиты. К ним можно отнести специальные халаты, комбинезоны, фартуки, очки, шлемы, каски, обувь. Защитная функция обеспечивается особой тканью, в которую вплетаются металлические нити. В шлемах и очках применяются сетки, которые при эксплуатации обязательно заземляются. Для защиты глаз применяются очки со стеклом, в котором используется диоксид олова. При защите от ультрафиолетового излучения для защиты кожного покрова наносятся вещества с функциями светофильтра. Они изготавливаются в форме мази на основе салола, салицилово-метилового эфира, бензофенола.

С электромагнитным излучением человек сталкивается повсеместно

Важно знать интенсивность такого воздействия и соблюдать меры предосторожности

Особое внимание следует уделять бытовым электроприборам, которые при несоблюдении элементарных норм могут стать опасными источниками. Электромагнитные волны очень опасны для человеческого организма, с этим необходимо считаться, принимая во внимание тот факт, что их влияние может накапливаться постепенно

Автор статьи: Беспалова Ирина Леонидовна

Врач-пульмонолог, Терапевт, Кардиолог, Врач функциональной диагностики. Врач высшей категории. Опыт работы: 9 лет. Закончила Хабаровский государственный мединститут, клиническая ординатура по специальности «терапия». Занимаюсь диагностикой, лечением и профилактикой заболеваний внутренних органов, также провожу профосмотры. Лечу заболевания органов дыхания, желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы.
Беспалова Ирина Леонидовна опубликовала статей: 515

Интересные факты Править

• Внешне похож на пулемёт MG-42 т.к. он является лицензионной копией MG3 (современная немецкая модификация MG42).
• Реальный образец изготавливается испанской компанией Empresa Nacional SANTA BARBARA которая выпускает данное оружие под названием CETME Ameli.
• Наряду с Maverick это оружие наносит 50 hp урона на ближних дистанциях. Однако, у пулемёта дистанция этих 50 hp больше и нет модификаторов урона в конечности.

ОписаниеПравить

В целом Ameli, – один из самых лучших пулеметов. Если сравнивать с его главными оппонентами LSAT и M27-IAR, смотрится чем-то средним между ними, сочетая высокую точность, низкую скорострельность и убойность и точность M27-IAR. Однако не думайте что это Вундервафля, ведь у разработчиков припасен баланс. Суть этого баланса в следующем:

Скорострельность: очень маленькая, даже меньше чем у M27-IAR.

Урон и дистанция падения: Здесь всё наоборот: Урон — немногим меньше M27-IAR, однако этот минус в игре не особо заметен. С дистанцией падения все похуже — разница по сравнению с M27-IAR более заметная, что конечно не в пользу Ameli. Но это терпимо. (Стоит отметить что Ameli, как и M27-IAR минимальным уроном убивает с четырёх попаданий, в отличии от LSAT который минимум убивает с пяти попаданий.)

Точность: это «ход конём». Здесь Ameli обыгрывает все пулеметы, т.к. у него очень низкая отдача и быстрое возвращение прицела в исходное положение. Примечателен тот факт, что данный пулемет имеет 25% увеличение отдачи при первых трёх выстрелов.

МодулиПравить

Из модулей неплохо установить прицел, т.к. стандартная мушка не особо удобна, но к ней можно привыкнуть.

Дульный тормоз хоть немного, но всё таки увеличит дистанцию убийства двумя попаданиями.
А также заметно повысит дистанцию убийства тремя попаданиями (с 33,8 до 40,56). Модуль будет полезен вне хардкора.

На хардкоре же лучшим выбором будет Глушитель, поскольку Ameli оружие однохитовое.

ПеркиПравить

Для агрессивной игры пригодится перк Сталкер.

Для данного оружия будет полезен перк Верный глаз. До начала падения урона перк пользы не принесёт. Однако логичнее искать пользу, а не недостатки: на дистанции до 23,4 м, сработав один раз, цель можно будет добить одной обычной пулей, а после данного расстояния для убийства потребуется 3 попадания, если хотя бы одно из них получило усиление.

Что такое Электромагнитный импульс (ЭМИ)

Электромагнитный импульс (ЭМИ) – это стремительный и мощный выброс электромагнитной энергии, который охватывает значительную часть электромагнитного спектра. Самым распространенным и эффективным источником электромагнитных импульсов является ядерное оружие.

Электромагнитный импульс (ЭМИ) – суть, идея и как это работает.

Общая идея ЭМИ заключается в том, что импульс наносит ущерб электронике, но оставляет другие физические структуры в основном нетронутыми. В процессе ряда испытаний ядерного оружия, было зафиксировано такие поломки от ЭМИ: выходили из строя сети энергоснабжения, охранные сигнализации, теле и радио передатчики, давала сбой или ломалась вычислительная техника. Данный эффект наблюдался на территории в радиусе до 1500 км от эпицентра взрыва. Источником поломок являлось сильно флуктуирующее магнитное поле, когда высокоэнергетические фотоны от взрыва выбивают электроны с их атомных орбит. Это разрушение задерживается в магнитном поле Земли, что приводит к когерентному колебательному электрическому току.

ЭМИ оружие, фантастика и реальность.

Прежде чем приступить к вопросу использования ЭМИ в качестве оружия, стоит уточнить один важный момент. Чтобы электромагнитное оружие было способно нанести ущерб широкой зоне, ядерное оружие, которое его запускает, должно быть действительно мощным. Как правило, ядерный заряд должен быть в диапазоне 10-ти или более мегатонн, что почти на три порядка мощнее, чем ядерные бомбы, сброшенные на Хиросиму и Нагасаки. В качестве альтернативы ядерным взрывам, существует несколько других технологий создания ЭМИ, но несмотря на ряд испытаний, данное оружие пока не применялось.

В недалекой научной фантастике ЭМИ рассматривается как мощное супероружие, которое отключает всю сложную электронику в национальном или даже континентальном регионе. Поскольку электромагнитный импульс может распространяться вплоть до горизонта при достаточном количестве энергии, ядерное оружие, взорванное на околоземной орбите, может фактически разрушить электронику в огромном регионе. Напротив, ядерное оружие, взорванное вблизи земли, может нанести локальный урон, не задевая авиацию, которая его использует.

Подводя итог, стоит отметить, что в эпоху компьютерной техники, электромагнитный импульс (ЭМИ) несет в себе огромный потенциал в качестве грозного оружия. Тем не менее все понимают, что использование ядерного оружия для достижения данного эффекта, это совсем не вариант. В таком случаи, можно предполагать, что пока альтернативные методы создания ЭМИ не будут окончательно разработаны и опробованы, данное оружие применяться не будет.

Как устроена атомная бомба?

Ядерный взрыв – это хаотичный процесс освобождения колоссального количества энергии, которая образуется в результате ядерной реакции деления или синтеза. Аналогичные и сопоставимые по мощности процессы происходят в недрах звезд.

Ядро атома любого вещества делится при поглощении нейтронов, но для большинства элементов периодической таблицы для этого необходимо затратить значительную энергию. Однако существуют элементы, способные к подобной реакции под воздействием нейтронов, которые обладают любой – даже минимальной – энергией. Они называются делящимися.

Главной особенностью ядерной реакции является ее цепной, то есть самоподдерживающийся характер. При облучении атома нейтронами он распадается на два осколка с выделением большого количества энергии, а также двух вторичных нейтронов, которые, в свою очередь, способны вызывать деление соседних ядер. Так процесс становится каскадным. В результате цепной ядерной реакции за короткий промежуток времени в очень ограниченном объеме образуется колоссальное количество «осколков» распавшихся ядер и атомов в виде высокотемпературной плазмы: нейтронов, электронов и квантов электромагнитного излучения. Этот сгусток стремительно расширяется, образуя ударную волну огромной разрушительной силы.

Устройство первой советской ядерной бомбы

Подавляющая часть современного ядерного оружия работает не на основе цепной реакции распада, а за счет слияния ядер легких элементов, которые начинаются при высоких температурах и огромном давлении. При этом происходит выделение еще большего количества энергии, чем во время распада ядер типа урана или плутония, но принципиально результат не изменяется – образуется область высокотемпературной плазмы. Подобные превращения носят название реакции термоядерного синтеза, а заряды, в которых они используются, — термоядерные.

Отдельно следует сказать о специальных видах ЯО, у которых большая часть энергии деления (или синтеза) направлена на один из факторов поражения. К ним относятся нейтронные боеприпасы, порождающие поток жесткого излучения, а также так называемая кобальтовая бомба, дающая максимальное радиационное заражение местности.

Радиоэлектронное поражение

Сейчас КРЭТ активно работает над системой «Алабуга», в рамках которой создаётся целый комплекс вооружений. В 2011—2012 годах учёные завершили цикл научных исследований, после чего проект получил высший гриф секретности. В связи с этим информации об «Алабуге» немного.

В экспертной среде принято считать, что важнейшим направлением проекта является создание электромагнитного боеприпаса, который сможет «выжигать» радиоэлектронное оборудование кораблей, летательных аппаратов, танков, зенитных ракетных комплексов и самоходных артиллерийских установок.

В октябре 2017 года британская газета Daily Star сообщила о том, что детище КРЭТ «способно выводить из строя всю электронную технику противника в радиусе нескольких километров и нейтрализовывать целые армии». Носителем ракеты, по версии издания, станут беспилотники. Поражающая мощь «Алабуги» для электроники будет сопоставима с взрывом ядерной бомбы, которая, помимо прочего, обладает сильным ЭМИ.

• Моделирование воздействия на оборудование самолёта противника радиоэлектронными средствами

В предыдущих интервью Михеев указывал, что российские СВЧ-пушки могут с разной степенью интенсивности воздействовать на электронику противника — от создания помех до «полного радиоэлектронного поражения».

Что такое электромагнитный импульс

Всякий раз, когда электрический ток проходит через провода, он производит электрическое и магнитное поля, которые исходят перпендикулярно движению тока. Размер этих полей пропорционален силе тока. Длина провода напрямую влияет на силу тока индуцированного электромагнитного импульса. Кроме того, даже обычное включение питания производит короткий всплеск электрической и магнитной энергии.

При этом всплеск настолько мал, что едва заметен. Например, коммутационные действия в электрической схеме, двигателях и системах зажигания для газовых двигателей так же производят к небольшим ЭМИ импульсам, которые могут вызвать помехи на соседнем радио или телевидении. Для их поглощения используются фильтры, удаляющие незначительные всплески энергии и помехи от них.

Большой выброс энергии производится, когда некий заряд электричества быстро разряжается. Данный электростатический разряд (ESD) может шокировать человека или вызвать опасные искры вокруг паров топлива. Так же многие помнят, что в детстве мы бы протирали ноги об ковер, а затем касались друзей, создавая разряд ESD. Это тоже одна из форм ESD.

Чем сильнее энергия импульса, тем больше он может повредить здания и воздействовать людей. Например, молния является мощной формой ЭМИ. Электростатический разряд от молнии может быть очень опасным и стать причиной катастрофы. К счастью, большинство молнии замкнуто на землю, где электрический заряд поглощается. Громоотвод изобрел Бенджамин Франклин, благодаря чему сегодня сохраняются многие здания и сооружения.

Такие события, как ядерные взрывы, высотные неядерные взрывы и солнечные бури могут создать мощный ЭМИ, который наносит ущерб электрическому и электронному оборудованию, расположенному недалеко от источника события. Все это угрожает электросетям и функционированию большинства электрических и электронных устройств в нашей жизни.

Защита от ЭМИ оружия

Существует много эффективных средств защиты радаров и электроники от ЭМИ-оружия.

Меры применяются трех категорий:

1. блокирование входа части энергии электромагнитного импульса
2. подавление индукционных токов внутри электрических схем быстрым их размыканием
3. использование электронных устройств нечувствительных к ЭМИ

Средства сброса части или всех энергии ЭМИ на входе в устройство

Как средства защиты от ЭМИ на АФАР радары накладывают «клетки Фарадея» отсекающей ЭМИ за пределами их частот. Для внутренней электроники применяются просто железные экраны.

Кроме этого может быть использован разрядник, как средство сброса энергии сразу за антенной.

Средства размыкания цепей при возникновении сильных индукционных токов

Для размыкания цепей внутренней электроники при возникновении сильных индукционных токов от ЭМИ используют

• стабилитроны — полупроводниковые диоды рассчитанные на работу в режиме пробоя с резким повышением сопротивления;
• варисторы обладают свойством резко уменьшать своё сопротивление с десятков и (или) тысяч Ом — до единиц Ом при увеличении приложенного к нему напряжения выше пороговой величины.

Электронные устройства, нечувствительные к ЭМИ

Часть электронных устройств неуязвимы для ЭМИ и применяются как средства борьбы с ним:

• Использование оптического кабеля для передачи сигнала.
• Использование LTCC-технологий в связи с тем, что разогревом силикатной платы с проводниками внутри до 1000 °С от индукционных токов или как-то иначе такое устройство невозможно повредить, так как собственно в ходе такого «совместного обжига» LTCC-панель и была получена технологически. Следует иметь в виду, что это касается защиты от экстремального нагрева только антенн и проводников, реализованных в виде «дорожек на стеклянной печатной плате», которую из себя представляет LTCC-панель. Напаянные на панель чипы должны иметь защиту корпуса из металла и разрядники, стабилитроны и варисторы на входе сигнала от антенн.

«Крайне сложно защитить человека»

В июне 2018 года индустриальный директор кластера обычного вооружения, боеприпасов и спецхимии «Ростех» Сергей Абрамов заявил, что Россия обладает «весьма эффективными наработками по боевому применению звукового, лазерного оружия и оружия на базе СВЧ».

По его мнению, в ближайшем будущем в мире будет возрастать «значимость нелетальных средств, направленных на выведение из строя солдат противника без их физического уничтожения», и СВЧ-оружие будет играть ведущую роль в локальных вооружённых конфликтах.

Также по теме

«Не могут смириться с отставанием»: как конгресс США намерен противодействовать российскому гиперзвуковому оружию

США не обладают системами защиты от гиперзвукового оружия России и Китая. Об этом говорится в докладе исследовательской службы…

Советник первого заместителя гендиректора КРЭТ Владимир Михеев полагает, что СВЧ-пушка станет эффективным средством ПВО и, возможно, будет устанавливаться на беспилотник. В интервью ТАСС он пояснял, что СВЧ-пушкой нельзя оснащать истребитель, так как излучение может навредить пилоту.

«Электромагнитный импульс, которым будет вести стрельбу СВЧ-оружие, будет такой мощности, что крайне сложно защитить человека, лётчика от собственного вооружения. Как бы хорошо мы ни экранировали кабину, этот электронный импульс будет туда проникать», — рассказал Михеев.

Представитель КРЭТ воздержался от озвучивания конкретных проектов, которые курирует отечественный ОПК, но уточнил, что новейшие образцы электромагнитного оружия «переведены в плоскость конкретных опытно-конструкторских работ».

В разговоре с RT заведующий кафедрой политологии и социологии РЭУ им. Плеханова полковник запаса Андрей Кошкин отметил, что российский ОПК совершил значительный прорыв в сфере разработки электромагнитного вооружения, опередив зарубежные государства, включая Соединённые Штаты.

«У России это направление (разработка электромагнитного оружия. — RT) находится в более продвинутом состоянии, чем у других государств, в частности США. Такой вывод я делаю на основании результатов использования отечественных комплексов РЭБ в Сирии в борьбе с беспилотниками», — подытожил Кошкин.

Поражение ЭМИ-оружием ракет и высокоточных боеприпасов

Принцип действия ЭМИ-гранаты

К ЭМИ-оружию уязвимы ракеты с конструктивными элементами следующего вида:

• противорадиолокационные ракеты с собственными радарами поиска РЛС;
• ПТРК 2-го поколения с управлением по не экранированному проводу (TOW или Фагот);
• ракеты с собственными активными радарами поиска бронетехники (Brimstone, JAGM, AGM-114L Longbow Hellfire);
• ракеты с управлением по радиоканалу (TOW Aero, Хризантема);
• высокоточные бомбы с простыми приёмниками GPS-навигации;
• планирущие боеприпасы с собственными радарами (SADARM).

Использование электромагнитного импульса против электроники ракеты за её металлическим корпусом неэффективно. Воздействие возможно по большей части на головку самонаведения, которое может быть велико в основном для ракет с собственным радаром в её качестве.

Электромагнитное оружие применяется для поражения ракет в комплексе активной защиты «Афганит» из танковой платформы Армата и боевом ЭМИ-генераторе Ранец-Е.