פעימה אלקטרומגנטית
פעימה אלקטרומגנטית (באנגלית: Electromagnetic Pulse או בקיצור: EMP) נקראת גם לפעמים הפרעה אלקטרומגנטית, היא פרץ קצר אך עוצמתי של אנרגיה אלקטרומגנטית. פעימה כזו יכולה להיות טבעית או מעשה אדם ולהתרחש בצורה של שדה אלקטרומגנטי, שדה חשמלי, שדה מגנטי או זרם חשמלי, תלוי במקור.
הפרעת פעימה אלקטרומגנטית היא בדרך כלל הרסנית או מזיקה לציוד אלקטרוני, וברמות אנרגיה גבוהות יותר אירוע אלקטרומגנטי חזק כמו מכת ברק עלול לגרום נזקים פיזיים כגון לבניינים ומטוסים. ההשפעה של פעימה אלקטרומגנטית היא נושא חשוב בהנדסת ציוד לתאימות אלקטרומגנטית (EMC).
בעקבות ההשפעה ההרסנית של פעימה אלקטרומגנטית בעוצמה גבוהה, נעשה בה שימוש ליצירת כלי נשק. כלי נשק אלה מחולקים בדרך כלל למתקנים גרעיניים ומתקנים לא גרעיניים. כלי נשק אלה, אמיתיים ובדיוניים מוכרים לציבור הרחב בעיקר בתרבות הפופולרית.
מאפיינים כלליים
פעימה אלקטרומגנטית, היא פרץ קצר של אנרגיה אלקטרומגנטית. בגלל הזמן הקצר היא תמיד תתפרס על פני מגוון תדרים. פעימה מאופיינת על ידי:
- סוג האנרגיה (שדה אלקטרומגנטי, שדה חשמלי, שדה מגנטי או זרם חשמלי).
- הטווח או הספקטרום של התדרים הנוכחיים.
- גל הפעימה: צורה, משך ומשרעת.
שני המאפיינים האחרונים, תדרים וגל הפעימה, קשורים אחד לשני באמצעות התמרת פורייה וייתכן ויהיו שתי דרכים שונות לתאר את אותה פעימה.
סוגי אנרגיה
כמו באות אלקטרומגנטי, גם פעימה אלקטרומגנטית יכולה להיות מועברת באמצעות כל אחת מארבע הצורות הבאות:
באופן כללי, רק קרינה אלקטרומגנטית פועלת על פני מרחקים גדולים, בעוד האחרים פועלים למרחק קצר. ישנם כמה יוצאים מהכלל, כמו התפרצות סולרית.
טווח תדרים
פעימה אלקטרומגנטית מכילה בדרך כלל אנרגיה בתדרים מרובים החל מקרוב לאפס Hz לתדרים גבוהים יותר, תלוי במקור. התדרים הגבוהים ביותר קיימים בפעימה אלקטרומגנטית גרעינית.
צורת גל הפעימה
צורת הגל של הפעימה מתארת המשרעת משתנה עם הזמן. פעימות אמיתיות נוטות להיות די מסובכות ולכן נעשה שימוש לעיתים קרובות במודלים פשוטים. מודל כזה מוצג בדרך כלל כתרשים או משוואה.
לרוב הפעימות קצה עליון מוביל חד ביותר, המביא אותן במהירות לעוצמה המרבית שלהן. המודל הקלאסי הוא עקומה מעריכית-כפולה אשר מטפסת בתלילות, מגיעה במהירות לשיא ולאחר מכן דועכת לאט יותר. עם זאת, פעימה ממעגל מיתוג מבוקר תיצור צורה של פעימה "מרובעת".
בגל פעימות, כגון במעגל של שעון דיגיטלי, צורת הגל תחזור על עצמה באינטרוול קבוע.
השפעות
אירועי פעימה אלקטרומגנטית קטנים, גורמים לרמות נמוכות של רעשים או הפרעות שיכולים להשפיע על פעולה של מכשירים רגישים. לדוגמה, בעיה נפוצה באמצע המאה ה-20 הייתה ההפרעה שנוצרה על ידי מערכת ההצתה של מנועי בנזין, אשר גרמה למקלטי רדיו להשמיע קול פיצוח ולמקלטי טלוויזיה להראות פסים על המסך. חוקים חייבו את יצרני המכוניות לבצע התאמות למניעת ההפרעות.
פעימה אלקטרומגנטית גדולה יכולה לגרום לזרמים ומתחים גבוהים, לפגיעה בציוד חשמלי או לשיבוש תפקודו.
אירוע פעימה אלקטרומגנטית גדול מאוד כמו מכת ברק יכול לפגוע ישירות בעצמים כמו עצים, בניינים ומטוסים. הפגיעה יכולה להגרם על ידי חום או הפרעות של שדה מגנטי גדול מאוד שנוצר על ידי הזרם. בבניית רוב המבנים והמערכות משולבת הגנה מסוימת מפני מכות ברק.
ההשפעות של פעימה אלקטרומגנטית גרמו ליצירת נשקי פעימה אלקטרומגנטית, החל מטיל בליסטי טקטי עם טווח השפעה קטן ועד פצצה גרעינית המכוונות לפעימה אלקטרומגנטית מרבית על פני אזור ענק.
סוגים של פעימה אלקטרומגנטית
קיימים סוגים שונים של פעימה אלקטרומגנטית: טבעית, מעשה אדם או בהשפעת נשק.
אירועים של פעימה אלקטרומגנטית טבעית כוללים:
- פעימה אלקטרומגנטית מברק. המטען החשמלי הנפרק הוא גדול מאוד בתחילה, לפחות מגה-אמפר, ולאחריות מספר פעימות שנחלשות בעוצמתן בהדרגה.
- פריקה אלקטרומגנטית, כתוצאה משני עצמים טעונים המתקרבים או נוגעים זה בזה.
- פעימה אלקטרומגנטית ממטאורואיד. שחרור של אנרגיה אלקטרומגנטית כתוצאה מפגיעת מטאורואיד בפני הקרקע או פיצוץ בעת הכניסה לאטמוספירה.
אירועים של פעימה אלקטרומגנטית (אזרחית) מעשה אדם כוללים:
- פעולת מיתוג במעגל חשמלי, בין אם במטרה לבודד אותו ובין אם מדובר בפועלה מחזורית.
- מנוע חשמלי יכול ליצור סדרת פעימות מחזורית.
- נחשול מתח בקווי חשמל. נחשול יכול להיות בעוצמה של כמה קילו-וואט, מספיק כדי לפגוע בציוד אלקטרוני שלא מוגן.
אירועים של פעימה אלקטרומגנטית צבאית כוללים:
- פעימה אלקטרומגנטית גרעינית, כתוצאה מפיצוץ גרעיני.
- פעימה אלקטרומגנטית שאינה גרעינית, מכלי נשק.
בתרבות הפופולרית ומדע בדיוני
פעימה אלקטרומגנטית לא גרעינית, הופיעה ב-1965 בסדרה כנפי הרעם. בתחילת שנות ה-80, התפרסמו מספר מאמרים על פעימה אלקטרומגנטית, והביאו את המידע על הנושא לתרבות הפופולרית. נעשה שימוש נרחב בפעימה אלקטרומגנטית במדע בדיוני ותחומים נוספים בתרבות הפופולרית.
הקולנוע ומדיות בידור אחרות, מתארים לעיתים קרובות את תופעות הפעימה האלקטרומגנטית באופן שגוי. בעיה זו הפכה לכל כך חמורה עד שהדבר עלה בדו"ח למעבדה הלאומית Oak Ridge על ידי חברת Metatech.
בנוסף, מפקדת החלל של חיל האוויר של ארצות הברית נעזרה במדען ביל ניי כדי להקליט סרטון עבור החיל הנקרא "הוליווד נגד הפעימה האלקטרומגנטית", כדי שאנשים בפעימה אלקטרומגנטית אמיתית, לא יתבלבלו עם מה שראו בסרטי מדע בדיוני. הסרט אינו זמין לציבור.
קישורים חיצוניים
33735252פעימה אלקטרומגנטית