Навигация


Главная
УСЛУГИ
Гостевая книга
Правила пользования
Авторизация / Регистрация
 
Главная arrow БЖД arrow Гражданская оборона и гражданская защита - Стеблюк МИ
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая

256 Электромагнитный импульс

Ядерные взрывы в атмосфере и более высоких слоях приводят к возникновению мощных электромагнитных полей с длинами волн от 1 до 1000 м и более Эти поля через кратковременное существование называют электр ромагнитним импульсом (EMI) EMI возникает при ядерном взрыве в военное время, в мирное время - при испытании ядерного оружия или ядерных авариях и катастрофах в атмосфере и космоссі.

Основной причиной возникновения EMI длительностью менее 1 с считают взаимодействие гамма-лучей и нейтронов ядерного взрыва с атомами газов воздуха, в результате чего из них выбиваются электроны (эффект Комнтона)) и хаотично разлетаются в среде положительно заряженных атомов газов Важное значение имеет также возникновения асимметрии в распределении пространственных электрических зарядов, связанных с особенностями распространению ния гамма-лучей и образования электронныев.

Гамма-лучи, испускаемых из зоны взрыва в направлении поверхности земли, поглощаются в более плотных слоях атмосферы, выбивая из атомов воздуха быстрые электроны, летящие в направлении гамма-лучей в со скоростью света, а положительные ионы (остатки атомов) остаются на месте В результате разделения и перемещения положительных и отрицательных зарядов в этой области и в зоне взрыва, а также при взаимодействии зар ядов с геомагнитным полем Земли образуются элементарные и результирующие электрические и магнитные поля EMI, которые достигают поверхности земли в зоне радиусом несколько сотен километров Возникают сильные поперечные тока и образуется подобие большой \"плоской антенны\", которая излучает мощный EMI с временем нарастания порядочный 10 не и длительностью более 230 не; с полосой частот от 10 кГц до 100 МГц зависимости от выс Оты ядерного взрыва при прочих равных условиях изменяются характер, интенсивность EMI и дальность его распространенияого поширення.

При наземном и низком воздушном взрыве Поражающее действие НМИ наблюдается на расстоянии нескольких километров от центра взрыва Во время ядерного взрыва на высотах от 3 до 25 км образуется симметричное д источник генерации, но радиус распространения EMI остается ограниченным вследствие сильного поглощения гамма-излучения в плотных слоях атмосфери.

Наибольшую поражающее действие имеет EMI возникающий при екзоатмо-сферными взрыва (более 40 км) С увеличением высоты взрыва увеличивается и район источники генерации EMI, достигая в диаметре тысячи километров и и толщины 20-40 км Так, при взрыве на высоте 80 ккм

EMI будет распространяться на площади радиусом 960 км, а при взрыве на высоте 160 км - на площади радиусом 1400 км Екзоатмосферний EMI характеризуется очень малым временем нарастания (несколько сот наносекунд)), высокой интенсивностью электрического поля (более 50 кВ / мин) и магнитного поля (около 130 А / мин) Разряд молнии сравнению с EMI имеет значительно большую продолжительность роста и спада (5-300 МКЭ), создает д уже мощные поля (около 100 кВ / мин), несет значительно большую энергию, но спектр частот составляет около 10 МГц, тогда как для EMI он больше - 100 МГц Пиковое значение EMI ??может достичь 50 000 в / мин, что доро внюе всей энергии, которая излучается в радиочастотной части спектртра.

Частотные характеристики EMI и формы волн показаны на рис 8 Поражающее действие EMI ??обусловлена ??возникновением напряжений и токов в проводниках различной длины, расположенных в воздухе, земле

EMI захватывает спектр частот от десятков до нескольких сотен мегагерц, то есть диапазон, в котором работают установки электроснабжения, связи и радиолокации

Напряженность электромагнитного поля, создаваемого EMI, достигает 50 000 В / м, тогда как в радиолокации она не превышает 200 В / м, а в этой связи - 10 В / м

В августе 1958 г. в момент заатмосферных термоядерного взрыва, проведенного США над островом Джонсон, на Гавайях, которые находятся в 1000 км от эпицентра взрыва, погас освещения на улицах это произошло ся в результате действия EMI на воздушные линии электропередач, которые сыграли роль протяженных антеен.

Размер EMI зависимости от степени асимметрии взрыва может быть различной - от десятков до сотен киловольт на метр антенны, тогда как чувствительность обычных УДК-приемников составляет несколько десятков или сотен ми икровольт Так, в случае наземного взрыва мощностью 1 Мт напряженность поля на расстоянии З км составляет около 50 кВ / м, а на расстоянии 16 км - 1 кВ / м А в случае заатмосферных взрыве такой же мощности напр уженисть поля составит тысяч киловольт на метр площади в несколько тысяч квадратных километров земной поверхностині.

Характеристика EMI

Рис 8 Характеристика EMI: а - сравнение частотных характеристик: 1 - частота 2 - EMI 3 - средства связи, 4 - разряд атмосферного молнии, 5 - радиолокаторы, 6 - сравнение форм волны: 6 - время, 7 - EMI, 8 - Эрно молнии

Время нарастания EMI до максимального составляет несколько миллиардных частиц секунды, что значительно меньше времени срабатывания известных электронных систем защиты Это значит, что в момент прихода EMI чувствительное э электронном оборудование получит очень большое перегрузки, противостоять которому оно не сможете.

Параметры EMI зависят от мощности и высоты взрыва, а также расстояния от эпицентра взрыва При взрывах над атмосферой на высоте более 100 км мегатонного диапазона создаются EMI, охватывающих свое семьей действием большую территорию, многие тысячи квадратных километрев.

Магнитные и электрические поля EMI характеризуются напряженностью поля В динамике импульс EMI - это быстро затухающий колеблющийся процесс с несколькими квазипивпериодамы (рис 9)

Поражающее действие EMI ??в приземной области и на земле связана с аккумулированием его энергии длинными металлическими предметами, рамными и каркасными конструкциями, антеннами, линиями электропередачи и связи, в них возникают сильные наведенные токи, которые разрушают подключено электронное и другое чувствительное оборудование В районе действия EMI непосредственный контакт человека с токопровод-ными предметами опасногой.

EMI поражает радиоэлектронную и радиотехническую аппаратуру В проводниках индуцируются высокие напряжения и токи, которые могут привести к постоянных или временных повреждений изоляции кабелей, отключение реле и и прерывателей, повреждения элементов связи, магнитных запоминающих устройств ЭВМ и системах передачи данных и т.д. Наиболее уязвимыми элементами оборудования являются полупроводниковые приборы - транзист ори, диоды, кремневи выпрямители, интегрирующие цепи, цифровые процессоры, управляющие и контрольные приборы Чувствительные к повреждению EMI транзисторы звуковой частоты, переключающие транзисторы, интегрирующие поле цюгы да и ін.

Зміна напруже¬ності поля електромагнітного імпульсу

Рис 9 Изменение напряженности поля электромагнитного импульса:

а - начальная фаза, б - основная фаза; в - продолжительность первого квази-полупериода

Особенно чувствительными к воздействию EMI есть 6 основных групп объектов и систем:

1) системы передачи электроэнергии: воздушные ЛЭП, кабельные линии, различные виды соединительных линий и воздушная электропроводка;

2) системы производства, преобразования и накопления энергии: электростанции, генераторы постоянного и переменного тока, трансформаторы, преобразователи токов и напряжений, коммутаторы и распределительные устройства электрические батареи и аккумуляторы, топливные, солнечные и термоэлементы

3) системы регулирования и управления: электромеханические и электронные датчики и другие элементы автоматики, компьютерные установки, м и к р п роцесоры;

4) системы потребления электроэнергии: электродвигатели и электромагнитные, нагревательные, холодильные, вентиляционные, осветительные установки и кондиционеры;

5) системы электротяги: электроприводы, полупроводниковые и другие типы преобразователей;

6) системы радиосвязи, передачи, хранения и накопления информации: антенны, волноводы, коаксильных кабелей, электронные приборы, радиопередатчики, радиоприемники, установки автономного электроснабжения ния, смесители, телефонные аппараты, телеграфные установки, заземлены кабели и провода, АО.

Наиболее устойчивы к EMI вакуумные электронные приборы, которые выходят из строя при энергии 1 Дж Величина энергии EMI зависит от ширины периода частот антенных систем

Большинство систем связи работают в диапазоне частот от средних до ультравысоких и будут поврежденными зависимости от рабочего периода частот Радиолокационные системы меньше повреждаются от EMI, так как в они работают в периоде частот, где плотность энергии EMI небольшая Искрение, которое возникает под воздействием высокого электрического поля EMI, может вызвать вспышки паров бензина и других налил хранилищ аах.

Если ядерный взрыв произошел вблизи линии электропередач, связи большой протяженности, то приведенные в них напряжения могут распространяться по проводам на многие километры, повреждать аппаратуру и поражать народ дей, которые находятся на безопасном расстоянии относительно других поражающих факторов ядерного взрыва.

EMI опасен и при наличии прочных сооружений, рассчитанных на устойчивость против ударной волны наземного ядерного взрыва, проведенного на расстоянии нескольких сотен метров

Современный уровень знаний о природе и свойствах EMI дает возможность разработать защиту от него и принять меры защиты включающих схемы, устойчивые к электромагнитной интерференции, радиоэлектроники УНИ элементы устойчивы к EMI, экранирование отдельных устройств или целых электронных систе.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift Enter
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая
 
Дисциплины
загрузка...
Банковское дело
БЖД
Бухучет и Аудит
География
Документоведение
Экология
Экономика
Этика и Эстетика
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Естествознание
Психология
Религиоведение
Риторика
РПС
Социология
Статистика
Страховое дело
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы