核电磁脉冲组件E1、E2、E3及其含义.

核电磁脉冲（EMP）的E1、E2、E3组件及其含义

核电磁脉冲（EMP）是核爆炸产生的电磁辐射爆发。
在地球上方数百千米引爆的核武器会产生EMP，这种EMP会对电气/电子设备和系统产生破坏性甚至可能是灾难性的电流和电压浪涌。
在探索保护这类设备免受EMP影响的可能性时，我发现核EMP包含三个部分、三个组件或者说三个脉冲（并非只有一个）。
我想和大家分享一些基本细节，并且确定这三个脉冲组件中哪一个最难以抵御。

信息来源包括FutureScience.com、维基百科、empcommission.org。

注：高空核EMP引爆的效果取决于引爆高度、能量当量、伽马射线输出、与地球磁场的相互作用以及目标的电磁屏蔽情况。
以下信息总结了脉冲组件本身：

一、核EMP的E1脉冲
E1脉冲是核EMP的三个脉冲组件中的第一个，速度非常快。
这个初始脉冲持续时间很短，但却是非常强的电磁场，它能在电导体、半导体（固态电子元件）、微芯片和集成电路等中感应出非常高的电压。
E1主要通过使半导体的“电气击穿”电压被超过而造成大部分损害。
一旦被击中，就会永久损坏。

（一）E1脉冲的产生原因
E1是由核爆产生的伽马射线使上层大气中的原子电离（剥离电子）而产生的。
这些电子以接近光速的速度大致向下运动。
地球磁场将电子流偏转到与磁场垂直的方向，这种相互作用在被影响区域产生一个非常大但非常短暂的电磁脉冲。

（二）E1脉冲的速度
可能你会好奇，E1脉冲出现得太快了，普通的浪涌保护器根本来不及起作用。
这个脉冲可能在5纳秒（0.000000005秒）内就达到峰值。
为了让你有个概念，“眨一下眼”大约需要300毫秒（0.300000000秒）。

（三）E1脉冲的强度
在中等高纬度地区接近地面的E1脉冲可能达到每米50000伏特的峰值！脉冲强度取决于伽马射线的数量和强度以及伽马射线爆发的迅速程度。
强度在一定程度上也取决于高度。
其幅度通常在200纳秒内衰减到峰值的一半，并在开始后的1000纳秒结束。

二、核EMP的E2脉冲
（一）E2脉冲的产生原因
E2组件是由中子产生的散射伽马射线生成的。

（二）E2脉冲的速度
E2从爆炸后约1微秒持续到1秒后。
所以相对来说比较慢（相比较而言），大约1秒。

（三）E2脉冲的强度
显然比闪电的强度低很多。
E2通常被认为是最容易抵御的。
不过这大多无关紧要，因为由于E2紧接着E1之后到来，设备可能已经被“烤焦”了。
《2004年EMP委员会执行报告》指出：“一般来说，它（E2）对于关键基础设施系统不是问题，因为它们有现有的防护措施来抵御偶尔的闪电袭击。
最显著的风险是协同性的，因为E2组件在第一个组件的破坏之后的一小部分秒数之后到来，它有能力损害或破坏许多保护和控制功能。
”

三、核EMP的E3脉冲
（一）E3脉冲的产生原因
它是由核爆暂时扭曲地球磁场造成的，和太阳耀斑引起的地磁暴有相似之处。

（二）E3脉冲的速度
E3持续数十秒到数百秒。

（三）E3脉冲的强度
像地磁暴一样，E3能在长电导体中产生地磁感应电流，损坏诸如电力线变压器等组件（不过地磁暴或者“太阳EMP”没有E1或E2组件）。
有趣的是，被设计用作EMP武器（更小、简单且高效）的核武器通常不太擅长产生有效的E3。
而热核武器（氢弹）在产生快速上升时间的E1脉冲方面效率很低，但在产生类似地磁暴的较慢E3脉冲方面要好得多——这种脉冲能在长电线中感应出大电流。

四、结论
核EMP武器的E1脉冲会造成最多的损害。
虽然抵御E2和E3相对容易（“容易”是相对的说法），但要有效抵御正在运行的电气系统的E1是相当困难（或不可能）的。

注：如果设计合理的话，“法拉第笼”外壳可以保护（屏蔽）电子和半导体设备，这些设备可以被储存和保护起来，目的是为了在外部系统日常运行可能暴露于EMP的情况下有备用设备。
但这将是另一篇文章的内容……

我在决定如何最好地保护我的光伏太阳能板系统免受EMP影响时研究并发现了上述信息。
为此，我已经插入了我认为足以抵御E2的保护措施，而E3应该不是问题。
然而E1是个大问题。
即使我安装的最好和最快的浪涌保护器也不能足够快地切断电流来阻止E1可能造成的损害。
因此，这个问题不是保护（正在运行的系统）的问题，而是“备用”组件的问题……放在法拉第笼（例如用法拉第笼构造的“棚子”）里。

引用：https://modernsurvivalblog.com/emp/nuclear-emp-components-e1-e2-e3-and-what-they-mean/
原文: https://s3.tttl.online/blog/1736000044/