EMP relvad

EMP (elektromagnetiline impulss) on tugev elektrilt ja magneetilist aktiivsust omav lainetus.

Tugevaim püsiv inimeste tehtud magnetväli oli 45 teslat, mis ületab Maa magnetvälja umbes miljon korda. Võimsaimad inimtekkelised magnetväljad tekivad lühiajaliselt plahvatuste käigus ning nende võimsused võivad olla sadu teslasid. Laboris saavutati lõhkeainetega maksimaalselt 2800 teslat kuid ka tuumarelvad tekitavad magnetvälja teket.

Tuumarelvade plahvatus tekitab magnetvälja ioonide ja energiliste vabade elektronide (beeta kiirgus) loomisega. Magnetväli tekib laenguga osakeste liikumisel ja tuumarelvad tekitavad palju liikuvaid laenguga osakesi. Suuremal kõrgusel on ka vähem atmosfääri osakesi, mis saaks neid osakesi peatada. Tuumarelvade plahvatused ioniseerivad ümbrust suuresti ioniseeriva kiirguse kvantide loomisega ning veidi ka hõõgumist tekitava kuumusega.
Kõrgete plahvatustega kaasnesid virmalised lõuna- ja põhjapoolusel umbes samal kaugusel ekvaatorist. Tähistatud on beeta osakesed, mis hakkavad nagu teised laenguga osakesed magnetväljas pöörlema sarnaselt tsüklotroni mõjuga.
Punaselt on tähistatud tuumarelvade plahvatuste asukoht ja siniselt piirkond, kus sekundi murdosa jooksul nähti plahvatustega kaasnevaid virmalisi. Suurtel kõrgustel tehtud tuumarelva testidest oli võimsaim 400 km kõrgusel plahvatanud 1,4 megatonnine Starfish Prime. See lõhkus 1445 km eemal asuvatel Hawaii saartel 300 tänavavalgustit ning plahvatus ise oli kõrguse ja ereduse tõttu hästi näha. Tekkinud radioaktiivsed osakesid püsisid atmosfääris vähemalt mitu kuud. Ülemine pilt tehti 3 minutit pärast plahvatust. Sarnaselt teiste atmosfääri ülaosas tehtud plahvatustega koondusid plahvatuse pilve osakesed kiududesse, mis olid samasuunalised Maa magnetväljaga.

20 minutiline USA armee film 1963. aastast.

EMP lained tekitavad kohati üle 1000 voldiseid pinge kõikumisi, mis võib kahjustada elektroonikat. Starfish Prime tekitas Hawaiil 5600 volti meetri kohta pinge muutusi ning sõltuvalt asukohast Maa magnetväljast võib selline pomm tekitada ka kümnete tuhandete voldiseid pinge kõikumisi. Esimese mikrosekundiga jõuab tugevaim EMP faas lõppeda elektronide kokkupõrgete tõttu aatomitega. Kuni minuteid püsiva osana põhjustasid kõrgemad plahvatused magnetvälja lainete kõrvale lükkamist ja nende aeglast taastumist.
Suur osa EMP impulsi intentsiivsusest sõltub relva enda võimsusest. All teljel on tähistatud kui palju energiat kulus gamma kiirguse tekitamiseks. Tavaliselt läheb tuumarelvades 0,1-0,5% energiast gamma kiirgusele. Näiteks Starfish Prime puhul läks tuhandik energiast gamma kiirguse tekkeks. Kõrguse suurenemine võimaldab gamma kiirguse kvantidel kauem püsida ja suuremale alale laiali levida.

Tuumarelvast väiksem ja radioaktiivsuseta EMP laine tekitajaks on EPFCG (explosively pumped flux compression generator). Nendes olevates juhtmetes tekitatakse kondensaatoritest järsult elektrivool ning seejärel kasutatakse juhtmeid ümbritsevat lõhkeainet elektri ja magnetvälja võimendamiseks. Voolu vabastamine ja plahvatus peavad olema täpselt ajastatud.

Magnetvoog läbi mingi piirkonna on seosega magnetvälja intentsiivsus B korda selle läbivoolu pindala. Vähendades magnetvälja läbi laskva piirkonna suurust surutakse magnetvoog tihedamalt kokku, et selle energia saaks enam vähem samana püsida. Surudes magnetvoogu kokku tekitab see elektrivoolu.
Ühes esimeses väiksemas EMP seadmes kasutati toru sees liikuvat magnetvälja, mis tekitati elektromagneetiliselt toru ümbritsevate juhtmekeerdudega. Ümber toru oli ka lõhkeained, mis surusid toru kokku.
Esimeste katsetega saavutati sadade teslade suurune magnetväli ning enne plahvatuse poolset (kiirusel ~1 km/s) surve avaldumist tekitati läbiva vooluga 3 teslane algne magnetväli. Võimsamates EMP relvades võidakse kasutada ühte plahvatust alles esialgse voolu tekitamiseks ja teises EMP plahvatuses võimendatakse eelnevas plahvatuses tekkinud elektrit ja magnevälja.
Sellise seadmega võib tekitada kuni 100 miljoni amprise voolu ja 200 teslase magnetvälja. ~20% plahvatuse energiast kulub magnetvälja loomisele.
Ülalnähtava disainiga EMP tekitaja võib 1 meetrise diameetriga olles tekitada 250 miljoni amprise voolu.