EMP(Electro Magnetic Pulse)

1. 개요

2. EMP탄의 종류

 가. 비핵 EMP탄

 나. 핵 EMP탄

3. EMP 방호대책

4. 성능검증 시험

5. 맺음말

1. 개요

  - EMP는 (전자 장비를 파괴 또는 오동작 시킬 수 있는) 강력한 전기장, 자기장을 지닌 순간적인 전자기적 충격파

  - EMP 탄이란 높은 에너지의 전자기 펄스를 만들어 전자통신기기등을 완전히 무력화시키는 전자파 펄스 폭탄임

  - 전자기파는 사람에게는 큰 영향을 주지 않지만 금속, 케이블 등 각종 도체들을 타고 전파되어 컴퓨터, 비행기, 각종 전자 기기들을 파괴시킬 수 있음

  - 일반 미사일과는 달리 정확히 표적을 맞추지 않아도 광범위하게 피해를 줄 수 있음

2. 원리

 가. 핵 전자기펄스(NEMP: Nuclear Electromagnetic Pulse)

    - 미국의 핵폭발 시험에서 최초로 확인

    -  핵폭발로 발생하는 감마선이 공기 입자들을 때릴 때 높은 에너지를 가진 전자충격파가 발생

    -  EMP 폭탄의 원리가 되는 콤프턴 효과는 고에너지 상태의 빛을 원자번호가 낮은 원자에 쏘면 전자를 방출한다는 것임

    - 발생된 전자가 잇따라 충돌하는 원자로부터 새로운 이온화 전자를 튕겨냄에 따라 폭발 중심에서부터 방사상으로 퍼지는 강력한 전기장과 직각으로 교차 하는 강력한 자기장을 발생시키게 됨

    - 전자 자기파의 발생을 최대화시키기 위해서는 감마선이 되도록 많은 공기 입자와 부딪혀야 하기 때문에 수 km 고도에서 폭발시킴

 나. 비핵 전자기펄스

    - 인위적 발생장치에 의해 발생

    - 전자기 펄스에 의한 각종 전자장비의 파괴효과가 확인된 후에 핵을 사용하지 않는 비핵 전자기펄스(NNEMP:Non Nuclear Electromagnetic Pulse) 발생 기술에 대한 연구가 이루어짐

    - 전자기 펄스를 발생시키는데 필요한 구성요소는 크게 펄스 전력공급원, 전자파 발생원, 안테나의 3가지로 나눌 수 있음

    - 펄스전력은 에너지를 시간상으로 빠르게 압축하여 펄스폭 이 짧고(ns～μs) 세기가 매우 큰 고전압(또는 대전류)을 발생 시키는 기술

    - EMP를 만드는 기술에는 펄스전력(Pulsed Power)방식과 자장 압축(MGC) 방식이 있음

         펄스전력방식: 배터리에 내장된 전기에너지를 순간적으로 방출하여 짧은 시간 안에 고출력의 전자기파를 방출하는 방식

         자장 압축방식: 화약으로 폭발에너지를 발생시켜 순간적인 고출력 전자기파를 방출, 전자기파 주변의 폭

 

 다. 비교

 

3. EMP 방호대책

위협	대책	성능테스트
복사성 피해 위협	차폐  도파관 차단 주파수 이용	- Shielding Effectiveness), 차폐성능
전도성 피해 위협	필터링  서지 보호기 설치	- PCI(Pulse Current Injection), 펄스성 전류 주입
정전기 방전 피해 위협	등전위 접지	- CWI(Continuous Wave Immersion), 지속파 투입

 

 가. 복사성 피해 위협 대책 

    - 차폐+도파관 차단 주파수 이용

    - 차폐는 방호하고자 하는 구역에 대한 전파 차단을 목적으로 개발된 기술이며 Steel과 같은 전도성 물질로 구성

    - 차폐 구조물을 조립 또는 용접을 하여 등전위 구조로 만들어야 하며 모건물 또는 설치되는 지점의 접지와 연결

    - 구조물의 표면에 유기되는 전자기파를 접지로 배출하는 구조로 구축

    - 차폐물을 관통하는 부분은 도파관 구조 이용, 차단

 

 

 

 나. 전도성 위협을 방호하기 위한 기술

    - 방호시설 외부에서 내부로 인입되는 각종 전원 및 신호선에 필터 및 Surge Arrestor 설치

 

  다. 정전기 방전 피해 위협

     - 등전위 접지

     - 선/점 접지방식이 아닌 면접지(바둑판식+본딩접지)

 

4. 성능검증 시험

 - 차폐실의 모든 전원선 및 통신선은 필터가 설치되어 전류가 흐르고, 환기시스템이 작동되며, 문이 정상 작동상태에 있을 때 측정하여 다음과 같은 성능을 보장

 가. SE(Sheild Enclosure) test

    - 복사성 위협에 대한 성능 테스트

    - 전자파에 대한 차폐 테스트

    - 외부에서 인위적으로 발생한 전자기파가 방호시설 내부로 인입될 때 감쇄되는 량을 측정
    - 차폐효과(SE) 측정은 방호시설이 없는 상태에서 송신 및 수신 안테나를 직접 마주보도록 설치하여 측정한 값과 방호시설이 존재하는 상태에서 송신 및 수신 안테나를 설치하여 측정한 값의 비를 측정하여 차폐성능을 확인

    - 주파수별 약 80dB이상의 수준을 유지해야 함

 

 나. PCI(Pulse Current Injection)

   - 전도성 위협에 대한 방호성능 검증

   - 펄스성 전류 주입

   -  방호장치에 인위적인 과전류 소스를 강제로 주입 방호장치를 통하여 내부로 들어오는 잔류 전류를 측정하는 기법

 

 

 다. CW(Continuous Wave Immersion)

   - 지속파 투입

   - CW 투입 전, 후 전위차 발생 여부 측정

  

 

 

 

5. 맺음말

  - 최근 북한이 GPS(위치정보시스템) 교란전파를 발사한 것으로 알려짐

  - 통신장비, 컴퓨터, 자동차, 심지어는 전자시계까지 전기를 사용하는 거의 대부분의 장비를 무용지물로 만들 수 있는 폭탄
  - 정부도 강력한 전자기파를 발생시켜 전자기기를 무력화시키는 EMP(전자 기펄스)탄에 대한 방호 시스템을 국가전략시설로서 관리

 

 

 

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