Kategoriler
Bilim & İnsan

EMP (Elektromanyetik darbe) nedir ve nasıl çalışıyor?

Elektromanyetik darbe (EMP) doğal veya nükleer bomba gibi insan etkisiyle oluşabilen bir güçtür. Yüksek miktarda elektrik alan kuvveti yayar ve özellikle elektronikleri devre dışı bırakmasıyla bilinir. Devasa miktarda enerji oluşturan ve Dünya'ya ulaştığında kutup ışıkları yaratan Güneş püskürmesi doğal EMP kaynaklarından biri. Yıldırım da bir EMP'dir. EMP ilk kez bir nükleer bomba testiyle keşfedildi: 1962'de Johnston Adası'nın 400 kilometre üstünde yapılan "Starfish Prime" nükleer testinden (1,4 Megaton) doğan EMP 1200 kilometre ötedeki Hawaii'de 300 sokak lambasını söndürdü. Saniyenin yalnızca küçük bir bölümünde var olmasına rağmen voltaj artışı tipik bir yıldırımdan 100 kat hızlıydı.

EMP nedir?

1962, Starfish nükleer testi sırasında görüntülenen EMP.
1962, Starfish nükleer testi sırasında görüntülenen EMP. (Görsel: Lanl/Science Photo Library)

EMP, "elektromanyetik radyasyon" yani ışınımdır. Havada yol alan büyük bir statik patlamadır. Elektromanyetik radyasyon radyo dalgası, mikro dalga, ışık, UV, X ışını ve gama ışını gibi birçok ışınımın genel terimi. Hepsi iyonlardan çıkan fotonlardan oluşuyor. Adlarını ise dalga boylarından (renklerinden) alıyorlar. Çok parlak bir ışık patlaması olan EMP'nin içinde birçok elektromanyetik radyasyon var.

Bu enerji elektromanyetiktir çünkü elektriksel donanımla etkileşime girer. Bu enerji donanım için elektrik olur. İnsanoğlu cep telefonunu, radyo istasyonunu veya fiber optik kabloları bu enerjiyle icat etti. "Elektromanyetik", elektrik akımı ile manyetik alan arasındaki ilişkiyi anlatıyor.

Bir iletken malzemeye aynı anda aşırı elektromanyetik enerji gönderirseniz onu yakarsınız. Enerjiyi sürdürürseniz malzemeyi antene çevirirsiniz. Bir cep telefonunun yakındaki bir hoparlörden garip sesler çıkarmasını sağlayan bu. Bir EMP elektronik devreyle dolu otomobilleri devre dışı bırakır. Devrelerin kalıcı hasar gördüğü cihaz yeniden çalışmaz. Elektronik cihazın kapalı konumda olması onu EMP'den korumuyor.

İLGİLİ:  Hangi ülkeler en fazla nükleer silaha sahip?

Ucuna ampul bağlı bir elektrik telinden geçirilen mıknatıs ne kadar hızlı hareket ederse ampulün ışığı o denli artar. Mıknatıs burada "manyetik alanı" oluşturuyor. EMP o denli büyük manyetik alan değişimine yol açıyor ki etkisi yüz kilometrelerce uzağı kapsıyor. Yarattığı elektromanyetik enerji dalgası dev bir mıknatıs gibidir.

EMP'nin tehlikesi

EMP'ler nükleer bombalar ile oluşturulabiliyor. İlk hidrojen bombası testi Operation Ivy'den bir görüntü.
EMP'ler nükleer bomba ile oluşturulabiliyor. İlk hidrojen bombası testi Operation Ivy'den bir görüntü. (Görsel: CORBIS/Getty Images)

Nükleer silahlardan doğan EMP'ler o denli güçlü ki Avrupa kıtasının yaklaşık 300 kilometre üstünde patlatılan bir nükleer silah Avrupa'yı baştan sonra vuran bir EMP yaratmaya yeter. Nükleer bombanın patlama ve radyasyon etkisi yer seviyesine ulaşmadan dağılır ancak ortaya çıkan EMP Avrupa'daki tüm elektronikleri yok edebilir. Patlamanın yakınındaki insanlar EMP'den etkilenmez çünkü darbe vücutlarından geçip gider.

İLGİLİ:  Neden tüylerimiz var?

Bu yüzden nükleer bombalardan doğan EMP'ler oldukça güçlüler. 1962'de Sovyetlerin "Proje K" adlı nükleer testinde 300 kilotonluk bir füze Jezkazgan yakınlarında 290 km yükseklikte patlatıldı. Oluşan EMP 570 km çaptaki tüm telefon hatlarını 2.500 amper akımla tutuşturdu. Doğan yangın Karaganda elektrik santralini yaktı ve Akmola ile Almatı arasındaki 1.000 km'lik gömülü elektrik kablolarını bozarak tüm elektriği kesti.

Atmosferin yüksek bir noktasında patlatılan bir nükleer bombadan serbest kalan gama radyasyonu, elektronları hava molekülünden ayırarak onları ışık hızına yaklaştırır. Bu enerji yüklü elektronlar Dünya'nın manyetik alanıyla çevrilidir ve manyetik alanın etrafında gidip geldikçe güçlü bir elektrik akımı üretirler. Bu dalgalı akım büyük bir EMP oluşturur. Patlama aynı zamanda Dünya'nın manyetik alanını bozarak doğal EMP'lere benzer daha yavaş bir darbe de oluşturabilir.

Doğal EMP'ler

Güneş püskürmeleri bazen Dünya'nın manyetik alanını bozarak EMP yaratabiliyor.
Güneş püskürmeleri bazen Dünya'nın manyetik alanını bozarak EMP yaratabiliyor.

Güneş püskürmesi, yıldızın yüzeyinde farklı yüksekliklerde bulunan elektromanyetik dalgaların birbirine çarpışmasıyla oluşuyor ve Güneş'in atmosferinden 100 megaton (100.000.000 ton) hidrojen bombasına denk miktarda plazma enerjisi yayılmasını sağlıyor. Güneş'ten çıkan bu plazma Dünya'ya ulaştığında Dünya'nın manyetik alanını bozar ve güçlü bir EMP yaratır. Enerji bir bölgedeki tüm elektriği kesebilir ve elektronikleri bozabilir. Gökyüzündeki Kutup Işıkları böyle oluşuyor.

İLGİLİ:  İnsülin direnci nedir ve insülin nasıl çalışır? İnsanlar için önemi

Yıldırım bir başka EMP örneği. Sıcak hava damlacıkları ile soğuk buz tanecikleri birbirine sürttüğünde üstün aşırı pozitif ve altın aşırı negatif olduğu bulutlar meydana gelir. Bulutlardan biri aşırı negatif yükle yüklendiğinde biriken enerji ya yere ya da başka bir bulutun tepesine boşalır. Bu enerji boşalması EMP yaratıyor ve elektrik hattı gibi temas ettiği tüm devreleri aşırı yükleyerek yakıyor ve devre dışı bırakıyor.

EMP insana zarar veriyor mu?

Elektromanyetik darbe veya EMP'nin insanlarda fiziksel tehdit yarattığına dair bulgu yok. Ancak tüm bir elektrik şebekesine, güç kablolarına, antenlere ve elektronik sistemlere kalıcı zarar verebilen bir darbe yaratılması mümkün. EMP, elektrikli bileşenlerde gerçek fiziksel hasar oluşturur ve böyle bir silah sağlıktan ulaşıma ve iletişime denk insan yaşamını derinden etkileyecektir.


Referanslar:

  1. https://www.cisa.gov/emp-gmd
  2. https://www.dhs.gov/news/2020/09/03/dhs-combats-potential-electromagnetic-pulse-emp-attack
  3. https://www.atomicarchive.com/science/effects/emp.html

Yazar Ayberk Göktürk

Genellikle modern tarih, yakın tarih ve popüler bilim üstüne içerikler üretiyor. Özel ilgi alanları arasında Kuzey Afrika ve Güney Amerika'nın sömürge tarihi ve Avrupa'daki eski monarşiler yer alıyor.