§ 5. Электромагнитный импульс

Электромагнитный импульс возникает при всех видах ядерных взры­вов и действует кратковременно (доли секунды).

При взрывной ядерной реакции возникает импульс мгновенного гамма-излучения. Гамма-кванты, ионизируя атомы вещества боеприпаса и окру­жающей среды, создают поток быстрых электронов, летящих преимущест­венно в радиальном направлении от центра взрыва. При этом тяжелые поло­жительные ионы остаются практически на месте. В пространстве происходит кратковременное разделение положительных и отрицательных зарядов, что приводит к возникновению элементарных электрических и магнитных полей (рис. 29).

За счет сложения элементарных электрических и магнитных полей образуют­ся результирующие электрические и магнитные поля электромагнитного им­пульса.

Рис. 29. Схема образования элементарных электрических и магнитных полей

Таким образом, электромагнитным импульсом (ЭМИ) называются кратковременные электрические и магнитные поля, возникающие при ядер­ном взрыве в воздухе и грунте.

Нейтроны, прошедшие через оболочку ядерного боеприпаса, захваты­ваются атомами азота воздуха, создавая при этом захватное гамма-излучение. Захватное гамма-излучение взаимодействует с атомами среды аналогично мгновенному гамма-излучению и способствует поддержанию электрических полей и токов. Основными параметрами электромагнитного импульса, опре­деляющими его поражающее действие, являются характер изменения напряженности электрических и магнитных полей во времени (форма импульса) и величина максимальной напряженности поля (амплитуда импульса).

Электромагнитный импульс наземного ядерного взрыва на расстоянии до нескольких километров от центра взрыва представляет собой одиночный сигнал с крутым передним фронтом и длительностью в несколько десятков миллисекунд. Амплитуда электромагнитного импульса в указанной зоне мо­жет достигать десятков тысяч вольт для взрывов боеприпасов крупного ка­либра.

Поскольку амплитуда электромагнитного импульса быстро уменьшает­ся с увеличением расстояния, ЭМИ наземного взрыва является поражающим фактором только на расстоянии нескольких километров от центра взрыва. С увеличением высоты взрыва амплитуда импульса уменьшается.

Амплитуда электромагнитного импульса подземного и подводного взрывов значительно меньше амплитуды ЭМИ при взрывах в атмосфере, по­этому его поражающее действие при подземном и подводном взрывах прак­тически не проявляется.

В результате действия ЭМИ на металлических объектах индуцируются высокие электрические потенциалы относительно земли. На подземных и воздушных проводных и кабельных линиях возникают весьма высокие элек­трические потенциалы как относительно земли, так и между проводами (жи­лами кабеля).

Наведенные потенциалы напряжения могут повреждать аппаратуру, а также нару­шать работу электрических устройств, подключенных к наруж­ным линиям.

Повреждение аппаратуры может заключаться в пробое изоляции или перегорании входных элементов (обмотки, реле, трансформаторов, катушек индуктивности и т.п.), в повреждении контактов реле под действием чрез­мерно большого импульса тока, в разрушении изоляции конденсаторов, по­лупроводниковых приборов и т.п.

Электрические разряды могут вызывать пожар или взрыв в помещени­ях, в которых имеются пары, газы или пыль горючих веществ, а также зажи­гание электрической дуги в цепях электропитания.

Поражающее действие электромагнитного импульса приобретает само­стоятельное значение для особо прочных сооружений, электро- и радиотех­ническое оборудование которых соединено с наружными ли­ниями. К таким объектам можно отнести пункты управления войсками, сис­темы управления пуском стратегических ракет и др. В этом случае объект, не получивший опасных повреждений от других поражающих факторов ядерно­го взрыва, может оказаться нежизнедеятельным из-за нарушения систем свя­зи, управления энергоснабжения.

Для защиты кабельных линий и подключенных к ним электрических устройств от воздействия электромагнитного импульса могут быть использо­ваны экранированные кабели, многослойные экраны, разрядники, раздели­тельные трансформаторы и предохранители. Способы включения всех предо­хранительных устройств такие же, как при защите от молниевых разрядов.