Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Geomagnetic EMP: Field Calculations

Geomagnetic EMP: Field Calculations Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen Ladda ned som PDF
Författare: Gösta Ljungdahl
Ort: Stockholm
Sidor: 38
Utgivningsår: 2014
Publiceringsdatum: 2014-02-14
Rapportnummer: (FOI-R--3795--SE)
Nyckelord EMP, GEMP, SREMP, Comptonspridning, synkrotronstrålning, primärelektroner, sekundärelektroner
Keywords EMP, GEMP, SREMP, Compton scattering, synchrotron radiation, primary, electrons, secondary electrons
Sammanfattning Föreliggande rapport presenterar en förbättrad formulering av en teori som beskriver den elektromagnetiska puls, EMP, som skapas av direkt gammastr ålning från en kärnexplosion på låg höjd (upp till 25 km) i atmosfären. I teorin kartläggs ocksa begränsningar av diverse parametrar och hur dessa påverkar implementeringen av ett datorprogram. Bidraget till EMP från den diskontinuitet som övergången mellan luft och mark (eller hav) ger upphov till behandlas inte. Beräkningar av strömtathet, konduktivitet och elektriskt fält ges for några illustrativa fall. Beräkningarna visar att bidraget till EMP huvudsakligen kommer ifrån ett förhallandevis litet område kring explosionen vilket i någon mån kan försvara användningen av konstanta approximationer till icke-konstanta parametrar. En jämförelse görs med resultat beräknade med orignalformuleringen av vilken det framgår att de teoretiska forbättringarna inte har ett stort inflytande paå beräkning av det elektriska fältet utom relativt nära explosionen. Öppet publicerade data redovisar resultat som i allmänhet är betydligt större utom för höjder större än 10 km och inte alltför långt fran explosionen. Slutligen listas tänkbara områden föor fortsatt arbete som t.ex.: undersökning av parametrar relaterade till beräkning av ströom och konduktivitet, omkodning av magnetfältsberoendet, implementering av sjalvkonsistenta beräkningar av magnetfält och strömtätheter, undersökning av absorptionsprocesser for sekund ärelektroner samt undersökning av vilken påverkan t.ex. vapentypen har.
Abstract This report presents improvements on a theory describing the electromagnetic fields generated by prompt gamma radiation from a low altitude (up to 25 km) nuclear explosion, the so called electromagnetic pulse, EMP. It examines in some detail various parameters from the point of view of making a computer program implementation. The contribution to the EMP from the air-ground(sea surface) discontinuity is not taken into account. Example calculations of current density, secondary electron conductivity and electric field are given for some illustrative cases. It is demonstrated that the main contribution to the EMP due to synchrotron radiation comes from a comparatively small region around the explosion thereby giving some credit to the use of constant approximations to non-constant parameters. Comparison is made with results from the original formulation showing that the theoretical improvements do not have a big numerical impact on the magnitude of the electric field except relatively close to the explosion. By comparison with openly published data it is shown that the C++ program used for calculation at its current state gives results that generally are considerably smaller except for altitudes 10 km and above and not very far away from the explosion. Finally an outlook is given listing outstanding issues to be addressed in future work, e.g.(not in order of priority), investigation of parameters related to the current and conductivity calculation, reformulation of the C++ code describing the magnetic field dependence, self-consistent calculations of magnetic field and current density, investigation of absorption processes for the secondary electrons and inuence of, e.g., difierent types of weapon.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182