Допустим, началась ядерная война. Логично предположить, что среди прочих будут произведены воздушные ядерные взрывы с целью нанесения максимального урона посредством электромагнитного импульса. Что именно выйдет из строя у гражданского населения и насколько сильно это зависит от расстояния до эпицентра?

Мне доводилось читать диаметрально противоположные суждения от «сгорит всё и вся» до «ничего особенного не произойдёт».

Предлагаю коллективно разобраться в этом вопросе.

Думается, в наибольшей степени интересно, выдержат ли атаку следующие объекты:
— линии электропередач
— внутридомовые кабельные сети
— аккумуляторы различных типов
— полупроводниковые элементы
— блоки питания, инверторы
— системы зажигания в автомобилях
— двигатели внутреннего сгорания, генераторы
Как мне кажется, ответ на вопрос прежде всего зависит от того, какое напряжение и ток возникнут в цепях этих объектов.

Часть I. Исходные данные


Насколько мне известно, человечеством было произведено всего два эксперимента с целью выяснения урона от ЭМИ. В 1962 году США взорвали 1,4-мегатонную бомбу в Тихом океане.

Из известных эффектов — прервалась радиосвязь, вышла из строя проводная телефонная связь, на расстоянии 1300 км от эпицентра сработали системы охранной сигнализации, вышли из строя сети уличного освещения и системы зажигания у автомобилей. По последнему пункту не понятно, по какой причине.

Как видно из картинки, напряжённость э/магнитного поля с расстоянием плавно снижалась, но на огромных расстояниях!

Второй эксперимент провёл СССР чуть позже в том же году (300 кт).

Из тех немногих данных, что есть, интересны следующие:
— напряжённость поля с расстоянием почему-то увеличивалась от 5 до 20 кВ.
— сгорели телефонная линия и силовая подземная линия, причём даны данные о возникшей силе тока и длине линии — 570 км и 2500А

Другие картинки и много текста на английском — glasstone.blogspot.ru/2006/03/emp-radiation-from-nuclear-space.html

Если решать задачу совсем тупо, то есть формула: напряжённость поля = напряжение / длину проводника. Отсюда, зная напряжённость (см. картинки выше) и длину конкретных проводников, можно было бы вычислить напряжение. Но возникают какие-то миллионы вольт. Вероятно, направление проводника должно совпасть с направлением силовых линий поля — чего в реальности не бывает.

Тогда если подходить с другой стороны, то можно взять данные из советского эксперимента. Напряжённость поля в 15000 В/м даёт в каждом дополнительном метре проводника силу тока в 4,4 милиампера (2500/570000). Это довольно мало. Скажем, на петле трансформатор — загородный дом длиной около 2000 метров это даст всего лишь 9 ампер — как чайник включить, ни о чём.

С другой стороны, по сети гуляет труд к.т.н. полковника Д. Фигуровского, в котором тот отмечает (http://forums.airbase.ru/2013/10/t27117--elektromagnitnyj-impuls-yadernogo-vzryva.6365.html ):
«Теоретически рассчитано и экспериментально подтверждено, что токи, наводимые ЭМИ в наземных и заглубленных кабелях электропитания протяженностью в сотни и тысячи километров, могут достигать тысяч ампер, а напряжения, возникающие в разомкнутых цепях таких кабелей, — миллионов вольт. В антенных вводах, длина которых не превышает десятков метров, наводимые ЭМИ токи могут иметь силу в несколько сотен ампер. ЭМИ, проникающий непосредственно через элементы сооружений из диэлектрических материалов (не экранированные стены, окна, двери и т.п.), может наводить во внутренней электропроводке токи силой в десятки ампер. Токи, наводимые в обшивке самолета и выпускаемой антенне сверхдлинноволновой связи, могут составлять до 1000А, что приводит к возникновению токов во внутренней бортовой сети силой 1 — 10 А.»

Т.е. для ЛЭП максимум 10А на 1 км (10 мА на 1 м) (похоже на 4,4 мА из эксперимента)
Для антенн: максимум 10А на 1м
Для внутренней проводки (тут неясна длина): около 0,1 А — 1 А на 1м

Как видно, разница — на порядки, что затрудняет дальнейшие изыскания

II. Промежуточные выводы

1. Что в эпицентре взрыва, что на расстоянии в сотни километров значение напряжённости отличается лишь в 2-3 раза. Достаточно одного подрыва над Москвой, чтобы накрыть эффектом всю европейскую часть России. Поэтому прятать электронику на даче подальше от города смысла нет.
2. Линии электропередач гальванически развязаны с местными линиями, от которых питаются загородные дома с помощью трансформатора. Поэтому если высоковольтные ЛЭП и сгорят, то местным вряд ли что-то грозит — длина мала. Кроме того, недавно реконструированные защищаются грозовыми разрядниками, которые способны нивелировать скачок напряжения до нескольких тысяч вольт.
3. Даже если в проводке в домах возникнут токи 10-100А к порче самой проводки это никак не приведёт. Кроме того, сработают автоматы защиты. Но кое-что, конечно, сгореть может. Скажем, если у Вас на линии автомат 16А, включена только лампочка 100 ватт, а в результате ЭМИ через неё потекло ещё 10А, то она перегорит. С другими бытовыми приборами включённым в сеть точно сказать нельзя. Мощные потребители, защищённые автоматом небольшого номинала не сгорят (например, работающая 2000-ваттная болгарка или чайник под автоматом 16А).
4. Рации с антеннами могут сгореть вне зависимости от того, вынуты аккумуляторы или нет

Часть III. Аккумуляторы, полупроводники, автомобили

С этими вещами неопределённость выше.

1. Аккумуляторы, невключённые в сеть, останутся в порядке. Те, что в сеть включены могут получить в домовой сети десятки ампер, в результате чего перегреются и испортятся (взорвутся?)
2. В электродвигателях, генераторах, блоках питания (и всё прочее, содержащее трансформаторы, дроссели, катушки индуктивности на магнитных сердечниках) возможны временные неполадки — до 30 минут (http://gochs.info/p0967.htm )
3. По полупроводникам я не специалист совсем, приведу цитату:
«Необратимые нарушения могут быть следствием либо тепловой перегрузки, либо электрического перенапряжения. В результате тепловой перегрузки могут наблюдаться следующие повреждения элементов аппаратуры:
— перегорание предохранительных вставок, резисторов;
— разрушение обкладок керамических конденсаторов и электродов маломощных разрядников;
— спекание контактов слаботочных реле;
— обрыв проводов в местах пайки (сварки);
— расплавление токоведущих и резистивных слоев полупроводниковых приборов.
Следствием электрического перенапряжения могут быть электрические пробои, которые характерны для конденсаторов, переходных штепсельных разъемов, контактных групп реле, изоляции кабельных изделий.»

В общем, если прибор, содержащий полупроводники был воткнут в сеть, а автоматическая защита не сработала, то, похоже, всё сгорит. В том числе зарядки для мобильников, блоки питания, инверторы. С другой стороны, если это всё лежало не воткнутым в розетку, то должно сохраниться в исправности.

4. Автомобили. Тут неясно. С одной стороны, современные автомобили содержат электронику. Но длина проводов в автомобиле не такая уж большая, к тому же какой-никакой экран. С другой стороны, на Гавайях автомобили не заводились после ЭМИ, хотя тогда ещё никакой электроники в них быть не могло. Вопрос остаётся открытым: что именно там вышло из строя?

Общий вывод

1. Центральное электроснабжение прервётся на очень долгий срок
2. Внутренние сети и даже поселковые сети можно будет использовать, запитав от генераторов
3. Если Вы что-то хотите сохранить (кроме раций с антеннами) — не нужно строить металлический ящик, достаточно отключить питание.

Читать весь материал и комментарии