איומי EMP וכיצד להתגונן
בשנים האחרונות נושא איום ה-EMP חזר לסדר היום. כפי הנראה הסיבה לכך היא ידיעה שאירן מתאמנת לשגר טיל בליסטי, "שיהאב 3" למשל, מאניה מסחרית תמימת מראה בים הכספי, טיל אחד שוגר לגובה 30 ק"מ והשני לגובה 300 ק"מ. תחילה סברו שמדובר בכישלונות שיגור, אלא שהתברר שזה היה תרגיל מתקפה אלקטרו מגנטית נגד ארה"ב. (כנס איומים אלקטרומגנטיים, תל-אביב).
ובכן לא מדובר בטכנולוגיה חדשה או טכנולוגיה שלא ידעו עליה קודם לכן.
אפקט הפולס האלקטרו מגנטי התגלה עוד כשאמריקאים החלו לפתח נשק גרעיני. בניסויים הראשונים אובחנו שיבושים ונזקים למכשור האלקטרוני והחשמל ששימש לניסוי. בתקופת המלחמה הקרה בין ארה"ב לברה"מ עסקו מדענים רבים משני הצדדים במחקר אינטנסיבי של תופעת לוואי של פיצוץ גרעיני.
בתחילת שנות השישים אובחנו אפקטים דרמטיים כתוצאה מניסויים גרעיניים שבוצעו מחוץ לאטמוספירה.
באוגוסט 1962 (starfish) בוצע ניסוי בגובה 400 ק"מ מעל איי ג'ונסטון באוקיינוס השקט. תופעת הפוא"מ אובחנה במרחק 1300 ק"מ משם באיי הוואי. תאורת הרחוב פסקה מלפעול, רשתות הטלפוניה קרסו, שערים חשמליים נפתחו ונסגרו ללא שליטה. מערכות מבוססות שפופרות ריק מצאו חסינות יותר ממערכות מודרניות.
אז מה זה הפוא"מ (פולס אלקטרו מגנטי)?
פוא"מ הינו פרץ קצר של אנרגיה אלקטרו מגנטית שמתפרס על טווח של תדרים שמאופיין ע"י:
• סוג האנרגיה – חשמלית, מגנטית או קרינה.
• ספקטרום התדרים.
• גל הפעימה – צורתו, ומשך האמפליטודה.
ספקטרום התדרים וגל הפעימה קשורים ל"התמרת פורייה" או "טרנספורם פורייה", בגדול מיפוי בין מרחב הזמן למרחב התדר. כדי לפשט את הנושא, אם ניקח כדוגמא צליל מוזיקלי, הוא למעשה גל קול הנע בתדר מסוים למשך זמן מסוים. התמרת פורייה היא האלגוריתם שמאפשר לאתר בתוך הפונקציה רכיבים מחזוריים, ולכן יש לה שימוש רחב בניתוח אותות.
אנרגיית פוא"מ מועברת בארבע צורות: שדה חשמלי, שדה מגנטי, קרינה אלקטרומגנטית והולכה חשמלית.
ניתן לחולל פעימה אלקטרומגנטית בדרכים שונות:
• דחיסת שטף מגנטי ע"י חומרי נפץ.
• שידור פעימה ממתקן שמורכב מסוללת קבלים ואוגר בתוכו מתח – מחולל מרקס. מחול כזה ניתן לייצר בעוצמות שונות ולהפעילו מתוך מזוודה הנישאת ע"י מחבל, רכב או משאית שתישא מכשיר גדול יותר, מטוס נושא פצצה אלקטרו מגנטית ועוד.
• תופעות טבע – סופות שמש, ברקים, הוריקנים וטייפונים.
פעימות כתוצאה מתופעות טבע:
• פוא"מ כתוצאה מברק (LEMP) – הפריקה הראשונית היא בדר"כ עצומה, הזרם נמדד במגה אמפר, שאחריו שרשרת פולסים של אנרגיה שהולכת ודועכת על ציר הזמן.
• פוא"מ כתוצאה מפריקה אלקטרוסטאטית (ESD) – נוצרת כתוצאה מקרבה ואו מגע בין שני גופי טעונים.
• פוא"מ מטאורי – נוצר כתוצאה מכניסה של מטאוריט לאטמוספירה של כדור הארץ.
פעימות מעשה ידי אדם:
• פעולות מיתוג פשוטות של מעגלים חשמליים יכולים לייצר פולס בודד או שרשרת פעימות.
• מנועים חשמליים מסוגלים לייצר שרשרת פולסים כתוצאה מהמטען החשמלי שנוצר מסיבובי המנוע.
• מערכות הצתה במנועי בנזין יכולים לייצר פולסים אלקטרומגנטיים מהפריקה של מצתים טעונים.
• פעילות מתמשכת של מעגלים אלקטרונים דיגיטליים יכולה לייצר פוא"מ.
• קווי מתח עם מספר קילו-וולטים מסוגלים לייצר אנרגיה אלקטרומגנטית שתזיק לציוד אלקטרוני שאינו מוגן דיו.
פעימות כתוצר של נשק EMP:
• פיצוץ מנשק גרעיני - בעקרון פעימה אלקטרו מגנטית נוצרת כתופעת לוואי של פיצוץ גרעיני, התופעה נקראת NEMP (Nuclear Electro Magnetic Pulse ). את הפיצוץ הגרעיני ניתן לבצע באמצעות טיל או לוויין.
אירוע גרעיני מחוץ לאטמוספירה בגובה של 30 עד 500 ק"מ שגורם להיווצרות גל חשמלי בעל עוצמה עזה שאינו נראה לעין, פיצוץ כזה אינו גורם להדף, גל טרמי או נשורת רדיואקטיבית. מדענים בתחום טוענים שפיצוץ בגובה של 100 ק"מ מעל פני כדור הארץ יכול להשפיע על שטח של 4 מיליון קמ"ר ולכן נקראת גם HEMP (High altitude nuclear). הגל החשמלי נוצר כתוצאה מפליטת קרינת גמא שמקורה בפיצוץ הגרעיני. פיצוץ גרעיני מחוץ לאטמוספירה ייצור פוא"מ בעל עוצמה אדירה מבלי להסב נזק פיזי שהיה נגרם כתוצאה מפיצוץ גרעיני מעל פני האדמה, ובכך בעצם הופך לפצצה אלקטרומגנטית שהנזק שלה תלוי בעוצמת השדה המגנטי של כדור הארץ שמשתנה בהתאם לאזורים השונים בכדור הארץ . ככל שנצפין כך תפחת התפשטות הפעימה. (לפירוט ראה למטה ערך
• ("אפקט קומפטון").
• מחולל פולס אלקטרומגנטי-Non-nuclear electromagnetic pulse (NNEMP) - ניתן ליצור פוא"מ גם ללא שימוש בטכנולוגיה גרעינית. ההתקנים שמסוגלים לייצר פולסים כאלה בנויים מסוללת קבלים בעלי השראות נמוכה שפורקים את המטען לתוך אנטנת לולאה, מחולל מיקרוגל או דחיסת שטף מגנטי מפיצוץ. כדי להשיג את התדר הדרוש עם המאפיינים המתאימים למיקוד אופטימאלי לכיוון המטרה משתמשים במחולל מיקרוגל בין מקור הדופק לאנטנה. לבסוף הדופק משודר משפופרת וואקום שמיועדות להמרת מיקרוגל לפולסי אנרגיה חזקים במיוחד (VIRtual CAthode oscillator).
המורכבות הטכנית בפולס האלקטרו מגנטי (נתחיל מהגרעיני)
EMP גרעיני הוא בעצם אגד פולסים מאד מורכב, בדר"כ מוצג בשלושה חלקים הנקראים: E1, E2, E3:
פולס E1 הוא מרכיב מאוד מהיר של EMP הגרעיני. E1 הינו שדה אלקטרומגנטי מאוד קצר אך עוצמתי שמייצר מתח גבוה מאוד במוליכי חשמל. רוב הנזק שנגרם מפולס E1 הינו בשל התפרצות מתח חריגה.
E1 יכול להרוס מחשבים וציוד תקשורת, ובשל מהירות השינוי בהתנהגותו הוא מכשיל את אמצעי ההגנה (מבטחים) שמגנים מפני קפיצות מתח רגילים. מנגד יש הגנות גל מהירות פעולה מיוחדות שנועדו לחסום את פולס E1.
E1 נוצר כתוצאה מקרינת הגמא המייננת שנוצרה מהפיצוץ הגרעיני באטמוספירה העליונה (אפקט קומפטון). האלקטרונים נעים בכיוון מטה במהירות היחסות (כ-90% יותר ממהירות האור). בהיעדר שדה מגנטי יכול להיווצר פולס אנכי גדול של זרם חשמלי על כל האזור הנגוע בקרינה. השדה המגנטי של כדור הארץ מסיט את זרימת האלקטרונים בזווית ישרה לשדה. אינטראקציה זו מייצרת פולס רחב מאד וקצר מאד על האזור הנגוע.
לקרני גמא טיפוסיים שנפלטים מנשק גרעיני יש אנרגיה של 2Mev (שני מגה אלקטרון וולט). קרני הגמא מעבירים כחצי מהאנרגיה שלהן לאלקטרונים החופשיים שנפלטו כלומר 1Mev.
בחלל ריק (וואקום) ללא שדה מגנטי האלקטרונים היו נעים עם צפיפות זרם של עשרות אמפרים למטר רבוע. בשל ההטיה כלפי מטה של השדה המגנטי של כדור הארץ האלקטרונים החופשיים ממשיכים במסלולם ויוצרים “ענן” ענק בצורת U עד אשר הם באים באינטראקציה עם קווי השדה הגיאומגנטי של כדור הארץ. כתוצאה מכך, מקבלים האלקטרונים “ספין” של תנועה סיבובית המלווה כמובן בתאוצת האלקטרון כתוצאה מהפעלת הכוח המגנטי עליו. ענן ה-U הזה מתפשט מדרום למקום הפיצוץ.
אינטראקציה זו של תנועת האלקטרונים במהירות עצומה מקרינים פוא"מ. הפולס בדר"כ מגיע לשיא עוצמתו תוך 5 nanosec . לאחר מכן דועך למחצית שיא העוצמה תוך 200-1000 nanosec . תהליך זה מתרחש בו זמנית על 1025 אלקטרונים. פעולה של מספר אלקטרונים עצום בו זמנית גורמת לפולסים אלקטרומגנטיים מכל אלקטרון בקוהרנטיות, וכך מייצרת אמפליטודה מאד גדולה וצרה וממוקדת שהיא בעצם בפולס האלקטרו מגנטי המזיק. הערכים שנוצרים מ-2Mev קרני גמא מייצרים פולס E1 בעוצמה שמגיעה ל-50,000 וולט-מטר, שזו רמת שיא של 6.6 מגה וואט למטר (יחידת קרינת מיקרוגל).
תהליך היינון באמצע הסטרטוספירה (בין 8 ק"מ ל50 ק"מ מעל פני כדוה"א) גורם לאזור זה להפוך למוליך חשמלי, תהליך שחוסם ייצור פולסים אלקטרומגנטיים נוספים ומגביל את עוצמת השדה עד 50,000 V/met. עוצמת הפולס E1 תלויה במספר פרמטרים של קרני הגמא: כמות קרני הגמא, בעוצמתן, במהירות הפרץ שלהן ובמידה מסוימת גם בגובה. זה הפולס המהווה נשק EMP.
פולס E2מופק ע"י קרני גמא מפוזרות וקשיחות שמיוצרות ע"י נויטרונים. פולס זה נמשך בין 1 מיקרו שנייה ל-1 שניה לאחר הפיצוץ. לפולס זה יש דמיון רב לברק, אם כי E2 שנוצר מברק יכול להיות משמעותי ועוצמתי יותר מ-E2 גרעיני. בשל המוכנות וההגנות על המערכות מפני ברקים (שדומה ל-E2) פולס זה נחשב קל ביותר לחסימה ואינו מעורר דאגה.
לעומת זאת E2 מגיע תמיד מיד אחרי פולס E1, מה שגורם לחשש שפולס E2 יצליח לחדור לגרום נזק לאחר שפולס E1 כבר הרס את הגנות הברקים.
פולס E3 שונה מאד מ-E1 ו-E2. E3 הוא פולס איטי מאד שנמשך עשרות עד מאות שניות. הוא נגרם ע"י עיוות זמני של הפיצוץ הגרעיני שנגרם מהשדה המגנטי של כדור הארץ. האפקט של פולס E3 דומה לזה של סערה גיאומגנטית (סופת שמש – התפרצות סולרית) היכולה לפגוע בשנאים של קווי החשמל.
פולס EMP שאינו תוצר של פיצוץ גרעיני
את הרכבו הפשוט של מחולל הפוא"מ כבר תיארתי קודם. פשוט ביותר. הרשת מוצפת במתכונים.
מחולל פוא"מ (NNEMP) יכול להיות מופעל בעוצמות שונות ובמעטפות שונות, מתוך מזוודה, ספינה או רכב נייד, מתוך מזל"טים או טילי שיוט ואף מראשי חץ. טווח ההשפעה של נשק EMP שאינו גרעיני (NNEMP ) הוא הרבה יותר קטן מזה של נשק גרעיני. נשק NNEMP זקוק לרוב למטען חומר נפץ כדי לייצר את מקור האנרגיה הראשוני. לשם השוואה, אם משקל חומר הנפץ יהיה זהה בין ה-NNEMP לזה שבפצצה גרעינית האנרגיה שתיווצר ב-NNEMP תהיה בערך 1/1000000000 (מיליונית) מזו שמייצרת פצצה גרעינית. לכן נשק NNEMP משמש למטרות יותר ממוקדות. החל מטרור ועד תקיפה על אזור מוגבל יחסית.
השפעת נשק EMP
האינטראקציה בין השדה הגבוה לאלמנטים של מערכת אלקטרונית כלשהי עלולה לגרום נזק למערכות אלקטרוניות. זה יכול להיות שיבוש תמידי או שיבוש זמני בפעולת המערכת. הפולס האלקטרומגנטי מאופיין על ידי העוצמה כתלות בזמן של השדה האלקטרומגנטי. מערכות מודרניות המאופיינות בקצבים מהירים, רוחבי סרט גבוהים ורמות סף הרס אנרגטי נמוכות נמצאו פגיעות מהשפעת הפולס האלקטרומגנטי.
הפולס האלקטרומגנטי פוגע במוליכי המערכת ובתיבות המערכת. במתקפה, הכבלים החיצוניים (ממשקים חיצוניים) מתפקדים כאנטנות יעילות, כאשר נוגע בהם שדה פולסים משתנה בזמן הוא משרה בכבלים פולסים חשמליים של זרם ומתח. כמו כן, כאשר השדה נוגע במעטפות השונות של ציוד המערכת הוא משרה בתוכה טרנזיאנטים (זרמים חולפים) משמעותיים של הפרעות חשמליות מאחר שהוא חודר דרך פתחי אוורור מפתחים אופטיים וכד'.
תקיפה באמצעות פעימה אלקטרומגנטית, יכולה להשמיד את תשתית האלקטרוניקה הצבאית והאזרחית שאינה מוגנת, ותשבית את תחנות הכוח, רשת החשמל ואת התשתיות החיוניות האחרות למשך חודשים או שנים. העלות האנושית העצומה של מתקפה קטסטרופלית כזאת קשה לתיאור, שכן ללא מרכזי בקרת חשמל ומים, ללא תקשורת, ללא תחבורה ושדות תעופה, וללא מרכזים פיננסיים כמו בנקים ובורסה מתקפת EMP היא לא פחות מאסון לאומי.
הרעיון מאחורי הנשק די פשוט - בעוד מערכות אלקטרוניות בימינו מתוכננות לעמוד בקרינה בעוצמה ממוצעת של כמה עשרות או מאות, Volts/meter , נשק EMP מייצר פעימה בעוצמה של 10,000 V/m ואפילו יותר. לצורך השוואה, מטוס יכול לעמוד בעוצמה של 7200 V/m, מערכות צבאיות ב-200 V/m מכונית ב-100 V/m ותשתיות IT ב-10 V/m..
"המשרד לביטחון המדינה HLS בארה"ב הגדיר: תשתיות קריטיות לקיום החברה האנושית בכל מדינה. חשמל, גז, תקשורת, תמסורת, תחבורה, הפצה, העברת מידע, מרכזי מידע, משרדי ממשלה, מתקנים צבאיים, מים, בתי חולים, מוסדות פיננסים, בנקים מערכות תשלום מקוונות. בכל המערכות הללו בני האדם תלויים במחשבים, באלקטרוניקה, בתקשורת. פגיעה בהם היא איום אסטרטגי. והפגיעה בהם באמצעי פעימה אלקטרו-מגנטית היא קלה, הציוד זול יחסית, ההפעלה קלה, כאמור אין פיצוצים, אש ועשן – והנזק עצום" (i-hls.com).
פולס EMP פוגע ברכיבים דינאמיים כמו טרנזיסטורים ומעגלים אלקטרוניים. בדר"כ אינו פוגע במדיה מגנטית כמו דיסקים, ואו הסקטורים שלהם. כלומר לא מהווה איום ממשי על הDATA עצמו (כן על המעגלים האלקטרוניים שמפעילים אותו).
מחקר נוסף שנעשה ע"י Michael Camp & Heyno Garbe מאוניברסיטת Hanover, גרמניה, מראה שמעגלים אלקטרוניים סטאטיים פחות רגישים ממעגלים דינאמיים לפוא"מ. האם שווה להחזיק מערך כבוי לחירום ? שאלה מתבקשת, לא בטוח שכלכלית היא משתלמת.
אז מה עושים??
מדובר בעיקר בתהליכים שונים המבוצעים בציוד החומרה של המחשבים, כבלי החשמל, צינורות למיניהם ומבנים שיש להגן עליהם מפני אפקט EMP. התהליכים העיקריים הם הקשחה, הגנה בלוחות מתכת על המתקן או הבניין והגנה על נקודות כניסה של צינורות וכבלים במתקנים. מקשיחים כניסות אוורור למבנים, כניסות צינורות מים, ביוב, ארונות חשמל וקווי חשמל וכוח, קווי כוח לתקשורת ואנטנות חילוניות. המומחים משוכנעים שההשקעה באמצעי ההגנה זולה עשרת מונים מהנזקים העלולים להיגרם מהגלים הקטלניים והבלתי נראים.
אמצעי הגנה
אמצעי ההגנה הקיימים כיום למניעת פגיעה מפני EMP :
• הקשחת המבנה המאוים – כשאני מדבר על הקשחה מדובר בעצם בהפיכת המבנה לכלוב פאראדיי.
העיקרון של כלוב פאראדיי הוא שכלוב מתכת חוסם ואינו מאפשר לקרינה אלקטרומגנטית לחדור אליו, ובעצם יוצר סיכוך למתחם שמבקשים להגן עליו.
סיכוך הוא מידת הנחתה שמספק גוף מתכתי שחוצץ בין הגל האלקטרומגנטי למתחם המסוכך על מנת לצמצם את התפשטות השדות החשמליים והמגנטיים במתחם המסוכך. בתיאוריה הסיכוך מחזיר את הגל במלואו. הזרמים מושרים על משטח הסיכוך ומבטלים את השדה הפוגע. בפרקטיקה המוליכות סופית ולכן זרמי המשטח המושרים מצליחים לחדור מבעד לסכוך עם ניחות משמעותי. מידת ההנחתה תלויה בעומק החדירה, עומק החדירה בו יורדת עוצמתו הראשונית של השדה, המונח המקצועי נקרא – Skin Depth. כדי לוודא שהסיכוך ידע להתמודד עם תדרים גבוהים וגם עם נמוכים, חריצים ומפתחים על הגוף המתכתי החוצץ להיות בעובי מתאים.
• אם כן יש לסכך את המבנה או את המתחם עליו אנו מבקשים להגן. ניתן לעשות זאת באמצעות יריעות בד מוליך. היריעות מוצמדות על הקירות כולל התקרה והרצפה הממשקים בין היריעות מתחברים באמצעות פרופילים מתכתיים במגע מתכתי אל היריעה המוליכה. ניתן להצמיד ליריעות פאנלים מתכתיים שמובילים הכבלים החיצוניים. יריעות אלה יכולות לכסות גם קירות גבס ועדיין מהוות סיכוך הולם. סיכוך זה אמור להשיג ניחות שיחשוף את הכרטיסים האלקטרוניים והחיווט הפנימי לרמה של 5V/m, שציוד רגיל בד"כ יכול לעמוד בה.
• מפתחים (POE-Point Of Entry) - נקודה רגישה נוספת שעלולה לחשוף את המבנה לשדה אלקטרומגנטי הם המפתחים השונים כגון פתחי אוורור, תעלות, פירים. ככל שיהיו גדולים יותר החשיפה תגדל. אחד ההתקנים להגנה על מפתחים אלו (שאינם מכילים כבלים מוליכים) הוא אפקט הגלבו – צינור מתכתי חלול המוליך גלים. הגלבו מהווה מסנן גל שמנחית את השדה האלקטרומגנטי ובשל צורתו יכול להעביר גם אויר למבנה.
אופציה נוספת היא חסימת פתחים באמצעות רשתות מוליכות.
• כבלים ומוליכים יש להעביר דרך תעלות מסוככות, או להשתמש בסינון בקצוות שלהם.
• טכניקות נוספות לסיכוך – ציפויים מוליכים בטכניקת התזה ואו טבילה לעובי המתאים.
• התקנים אלקטרונים המשמשים למיגון ציוד חומרה של ציוד אלקטרוני לתקשורת ומחשוב:
• מרווחי ניצוץ (Spark Gaps) – אמורים למנוע ממתח גבוהה לעבור דרך מרווחי אויר ולהגיע למוליך אחר.
• ווריסטור – רכיב הגנה נגד נחשולי מתח גבוהה- פונקציונלית דומה לשתי דיודות זנר המחוברות גב אל גב.
האם כבר קיים נשק כזה?
"פצצה שעל פי מקורות שפורסמו במחקר של מודיעין הצי האמריקאי מצויה בידי ישראל - יכולה להיות באמצעות טיל בליסטי בין-יבשתי, כדוגמת יריחו 4, למשל, או באמצעות טילי שיוט המשוגרים מצוללות "דולפין". דרך אופציונלית אחרת, המאפשרת מניעת גילוי מקור השיגור, היא להרכיב מיתקן גרעיני בראשו של טיל בליסטי בין יבשתי שפיתחה ישראל, על פי מקורות זרים, או בבטנו של לוויין ישראלי ."
(http://i-hls.com/ - מאת עמי דור-און)
• "משלחת גנרלים רוסיים הזהירה את ועדת הקונגרס לנושא ה-EMP שבה ישב, שרוסיה פיתחה ראש קרב גרעיני שהם קוראים לו "Super-EMP", ושהמידע לתכנון הנשק דלף לצפון קוריאה. אחת החתימות המזהות של נשק גרעיני מסוג "Super-EMP" היא שיש לו עוצמת פיצוץ מאוד נמוכה, רק כמה קילוטון או אפילו פחות אם הוא יותר יעיל, כי הנשק ממיר את האנרגיה של ראש הקרב הגרעיני לקרני גמא.
למרות שהניסוי הגרעיני של צפון קוריאה היה של כ-10 קילוטון בלבד, וגם הניסויים הקודמים חלקם היו בעוצמה די נמוכה ועקב כך המערב התייחס אליהם ככישלון, צפון קוריאה בניגוד למערב התייחסה אליהם כהצלחה, וזו עדות לכך שייתכן שהם בחנו יכולותEMP ."
(http://www.kr8.co.il/BRPortal/br/P102.jsp?arc=559420 - ד"ר פיטר וינסנט פריי)
• " בעיתון הבריטי סאנדיי טיימס ציטטו את עוזי רבין, שלקח חלק בפיתוח מערכות נגד טילים בישראל. "השימוש באמצעי גרעיני, אפילו עבור מטרה לא קטלנית כמו פיצוץ הלם אלקטרו-מגנטי, אינו בא בחשבון", אמר רבין. לדבריו, "ישנם אמצעים לגרום להלם מסוג זה שמקורו מהקרקע", כלומר ללא צורך בשיגור פצצה."
• בלי מילים!!
https://www.youtube.com/watch?v=Lh1rgy25XhU .
מונחים מתוכן המסמך
אפקט קומפטון
פיצוץ גרעיני מלווה, בין השאר, בקרינה רבת עוצמה של קרני גמא ופוטונים המתפשטים ממוקד הפיצוץ באופן רדיאלי (הכיוון למרכז המעגל). שטף קרני הגמא המופנה לכיוון כדור הארץ מתפשט במהירות הקרובה למהירות האור עד שהקרניים באות באינטראקציה עם אטומי מולקולת האוויר בחלקה העליון של האטמוספירה. לפוטון הפוגע באטום יש מספיק אנרגיה להקפיץ אלקטרון מתוך מבנה האטום ולהשאיר אחריו אטום בעל מטען חיובי. תופעה זו ידועה בשם אפקט קומפטון. האלקטרונים החופשיים ממשיכים במסלולם ויוצרים “ענן” ענק בצורת U עד אשר הם באים באינטראקציה עם קווי השדה הגיאומגנטי של כדור הארץ. כתוצאה מכך, מקבלים האלקטרונים “ספין” של תנועה סיבובית המלווה כמובן בתאוצת האלקטרון כתוצאה מהפעלת הכוח המגנטי עליו. אלקטרון התאוצה מקרין שדה אלקטרומגנטי (מכסוול…). לכן כמות אדירה של מקורות קרינה פולטת שדה אלקטרומגנטי מוקרן על המקורות הנמצאים באותה פאזה ולכן רמת הקרינה מכל אלקטרון מתווספת ומוקרנת כלפי כדור הארץ בעוצמה רבה ותוך כיסוי שטח נרחב.
הסטרטוספירה (Stratosphere) היא השכבה האמצעית באטמוספירת כדור הארץ, והיא ממוקמת בין הטרופוספירה שמתחתיה למזוספירה שמעליה. גובה הסטרטוספירה משתנה בהתאם למיקום קווי הרוחב - מעל קו המשווה טווח גובה הסטרוספירה נע מ-17 ק"מ מעל שטח כדור הארץ עד 50 ק"מ ואילו בקטבים היא מתחילה כבר בגובה 8 קילומטר. ככל שמגביהים לעלות בסטרטוספירה הולכת ועולה הטמפרטורה, הודות לשכבת האוזון הממוקמת בה, משום שהאוזון קולט את הקרינה האולטרא סגולה מהשמש ומתחמם. זאת בניגוד לשכבת הטרופוספירה שבה ככל שמגביהים הטמפרטורה יורדת. מטוסי הסילון משייטים ברמות הנמוכות של הסטרטוספירה כדי להימנע ממערבולות אוויר המצויות בשכבת הטרופוספירה.
הסטרטוספירה מכילה בין היתר את שכבת האוזון.
קרינה בלתי מייננת
מושג כללי לתיאור סוגי קרינה שונים. זוהי קרינה אלקטרומגנטית אשר אינה מייננת את האטומים (אינה מוציאה אלקטרונים ממסלולם סביב האטום) של החומר דרכו היא עוברת.
קרינה מייננת
מושג כללי לתיאור סוגי קרינה שבהם הקרינה מסוגלת להוציא אלקטרונים באופן מידי מסביבת האטום ובכך לגרום לשינוי מולקולת החומר בה היא עוברת. כאשר הקרינה עוברת דרך רקמה חייה היא גורמת לה נזקיים מיידיים כבדים.
אתרנו אינו עוסק בקרינה מייננת.
כלוב פאראדיי
העיקרון של כלוב פאראדיי נקרא על שם מגלה האלקטרומגנטיות מייקל פאראדיי, שהתבסס על תיאוריה של המדען הגרמני קרל פרידריך גאוס. האחרון הראה שמוליך חשמלי גורם לאיפוס של השדה החשמלי, כלומר אינו מאפשר לקרינה האלקטרומגנטית לעבור אותו. כשמייקל פאראדיי נתקל בחישוביו של גאוס הוא החליט לבנות מעין כלוב מתכת, שלא יאפשר לשדה האלקטרומגנטי שבחוץ לחדור פנימה ויחסום את הקרינה.
