ramp

Zowel zonnestormen als atoombommen die hoog in de atmosfeer ontploffen kunnen een EMP opwekken, een elektromagnetische puls met verwoestende werking op niet-beschermde elektronica. Wat kan je als particulier doen om je voor te bereiden?

Wat is EMP, de elektromagnetische puls?

Gewoonlijk bevinden elektronen zich netjes in een baan om de atoomkern. Soms worden elektronen massaal losgerukt van het atoom waar ze bijhoren, door een vloed radioactieve straling of golf kosmische deeltjes bijvoorbeeld. De elektronen nemen de bewegingsenergie van de deeltjes over en bewegen massaal in dezelfde richting. Samen wekken ze, mede in interactie met het aardmagnetisch veld, zo een snel veranderend magnetisch veld op, dat weer een sterk elektrisch veld opwekt. Deze effecten samen heten een elektromagnetische puls, EMP.

Gevolgen van een EMP

Lichamelijk merk je maar weinig van een EMP. De gevolgen voor je elektrische apparatuur zijn veel vervelender.

Door de snel veranderende magnetische velden ontstaan grote inductiespanningen en dus enorme piekstromen in stroomdraden, die weinig heel laten van gevoelige elektronische onderdelen als transistoren en computerchips. EMP was al langer bekend bij een klein groepje natuurkundigen, maar werd in 1962 over de hele wereld bekend na een uit de hand gelopen kernproef.  Bij bovengrondse kernproeven boven de Stille Oceaan veroorzaakte een enkele kernontploffing het doorbranden van straatverlichting en elektronische apparatuur op Hawaii, vele honderden kilometers verderop. De Sovjets slaagden er met Project K zelfs in een ondergrondse stroomkabel in Kazachstan zulke hoge piekstromen op te wekken dat een naburige elektriciteitscentrale in de stad Karaganda in brand vloog. Op hogere breedtes is het magnetisch veld sterker en het EMP-effect veel groter. Vermoedelijk daarom zijn bovengrondse kernproeven sinds die tijd verboden.

EMP-wapens

Uiteraard is een wapen om in één klap de vijand totaal mee lam te leggen de droom van iedere generaal. Geen wonder dus dat beide nucleaire grootmachten sindsdien EMP-wapens hebben vervolmaakt en ook kleinere versies voor precisie-aanvallen hebben ontwikkeld. Zo kan je met een sterke EMP-puls de auto-elektronica van een wegvluchtende auto door laten branden. Een grote vloed gammastraling, afkomstig van de kernexplosie, ript zoveel elektronen los dat hierdoor een elektrisch veld van miljoenen volt per meter wordt opgewekt. De gevolgen hiervan zijn verwoestend: vergeet niet dat elektrische en magnetische velden elkaar beurtelings opwekken. Vaak blijft zoveel restlading achter dat ook dit restje alsnog in staat is ellende te veroorzaken.

Niet alleen kernexplosies, ook zeer zware zonnestormen hebben een dergelijk vernietigend effect. Als de zonnestorm van 1859 zich weer herhaalt, hebben we een serieus probleem.

Hoe voorkom je dat een elektromagnetische puls je elektrische apparatuur verwoest?

In principe brengt een kooi van Faraday, dat is een afgesloten en (uiterst belangrijk) geaarde (dat is: elektrisch met de aarde verbonden)  elektrisch geleidende kooi of doos. Kleinere voorwerpen hoeven  niet te worden geaard.Aardingskabels kunnen zelfs werken als antenne.

Metalen zijn zeer goede stroomgeleiders, die alles binnen de kooi beschermen. Dat is helaas niet het gehele verhaal. Een sterke stroom, zoals door de Kooi van Faraday, wekt op zijn beurt een magnetisch veld op. Ook binnen de kooi. Dat op zijn beurt wekt weer een elektrisch veld op, waardoor je kostbare chips alsnog doorbranden. Er is dus dubbele ‘shielding’ nodig. Voor echt zware EMP-aanvallen (de nieuwste EMP-wapens) moet zelfs een driedubbele laag aangebracht worden. De geleider mag uiteraard de elektronica niet raken. De elektronica moet geheel ingekapseld liggen in de geleider, elke opening biedt een plek waar de EMP-puls kan (en zal) toeslaan. De isolerende laag moet minimaal tweetiende millimeter dik zijn (zwaar plastic is in principe voldoende).

Een eenvoudiger oplossing: leg je telefoon en andere kleine elektronica in een magnetron: dit is een kooi van Faraday. Een magnetron is zo ontworpen dat deze radiostraling binnenhoudt. Om precies die reden houdt de metalen kooi van een magnetron radiostraling ook buiten.

Bron (onder meer): Future Science