5.4.7 Электромагнитный импульс ядерного взрыва

Мгновенное освобождение ядерной энергии при ядерном взрыве сопровождается интенсивным импульсом излучения γ-квантов (высокоэнергетическое рентгеновское излучение с энергией порядка МэВ, которое распространяется по всем направлениям со скоростью света). При взрыве на большой высоте над поверхностью Земли (например, 400 км) летящие к Земле электроны создают вместе с малоподвижными положительными ионами воздуха электрический диполь. За счет отклонения электронов в магнитном поле Земли создается магнитный диполь. Изменя­ющиеся во времени и в пространстве распределение заряда и тока обусловливает изменяющееся электромагнитное поле, называемое электромагнитным импульсом ядерного взрыва. Согласно доступной литературе, этот импульс имеет вид, близкий к двойной экспоненте (качественно аналогичный нормированному грозовому импульсу) с длительностью фронта примерно 5 нс и временем спада примерно 200 нс (рисунок 5.9.).

Рисунок 5.9 - Временная характеристика напряженности электрического поля ядер­ного электромагнитного импульса

Максимальное нормированное значение напряженности элек­трического поля равно 50 кВ/м. В дальнем поле максимальное значение напряженности внешнего магнитного поля рассчитывается по формуле Н_тах= Е_тах/377 и равно 133 А/м.

Аналогичные эффекты возникают при взрывах вблизи Земли, поэтому различают высотные и поверхностные электромагнитные импульсы. При взрыве у поверхности Земли доминируют термические и механические эффекты. Кроме того, имеется магнитодинамический электромагнитный импульс, протекающий очень медленно в течение секунд и минут в виде переходно­го процесса, вызванного взаимодействием между магнитным по­лем Земли и расширяющимися ионизованными массами газа в атмосфере. Специфика электромагнитного импульса ядерного взрыва состоит в том, что его действие распространяется на значительные площади. Особенно опасны воздействия импульса на протяженные системы (сети электроснабжения, телефонные сети) в которых вследствие распределенного наведения и образования волн может аккумулироваться значительная энергия. При магнитодинамическом электромагнитном импульсе появляются низко­частотные, наведенные индуктивным путем токи в сетях электроснабжения, которые могут вызвать насыщение стали в силовых трансформаторах. Масштаб возможных электромагнитных влияний ядерных взрывов является в настоящее время предметом исследований и по нему ведутся дискуссии.

6 Уровни помех. Помехоустойчивость

План лекции:

6.1 Логарифмические относительные характеристики. Уровни помех

6.2 Степень передачи. Помехоподавление

6.3 Основные типы и возможные диапазоны значений электромагнитных помех

6.4 Земля и масса

6.5 Способы описания и основные параметры помех

Для количественной оценки электромагнитной совместимости широкое применение нашли т.н. логарифмические масштабы, позволяющие наглядно представлять соотношения величин, отличающихся на несколько порядков. Существует два вида логарифмических отношений – уровень и степень передачи.

Уровни определяют отношение величины к базовому значению. Степень передачи определяется отношением входных и выходных величин системы и служит характеристикой ее трансляционных (передаточных) свойств.