EMP(전자기펄스)의 원리

EMP는 스타크래프트라는 게임을 해본 사람들이라면 친근할 수도 있겠다. 테란에서 사이언스 배슬을 뽑으면 EMP라는 기술을 쓸수가 있다. 이 EMP는 프로토스의 쉴드를 다 날려버릴 수 있는 기술이다. 물론 현실에서의 EMP라는 기술은 이것과는 다르다. 흔히 EMP라고불리는 전자기펄스(electromagnetic pulse)란 전자 장비를 파괴시킬 정도의 강력한 전기장과 자기장을 지닌 순간적인 전자기적 충격파이다.

 

 

 

EMP의 원리

 

 

 핵무기 등을 썼을때 일어나는 핵반응은 강력한 에너지지를 전자기파와 열중성자의 형태로 방출하게 된다. 여기서 나오는 전자기파는 매우 강력한 에너지를 지닌 짧은 파장의 감마선이다. 이 전자기파가 방출되는 과정에서 콤프턴 산란이라는 과정이 일어나게 된다.

 

 

 

 

콤프턴 산란이라는 과정에 의해서 질량이 작은 전자는 상당히 많은 에너지를 가하는 반면에 상대적으로 질량이 큰 원자핵은 에너지를 거의 받지 못하게 된다. 따라서 음전하를 띈 전자는 폭발과 동시에 주변으로 빠르게 튀어나가지만, 양전하를 띈 원자핵은 훨씬 느리게 튀어나가게 되고 결국 핵폭발에 의해 형성된 수 억도의 플라즈마는 안쪽은 플러스, 바깥쪽은 마이너스로 분극이 된다. 따라서 폭심지를 중심으로 강한 전기장을 형성하게 된다.

 

 

 

맥스웰이 수정한 앙페르의 법칙을 보면, 전기장의 시간적 변화는 자기장을 만들어낸다는것을 알수가 있다. 그렇기 때문에 짧은 시간이지만 생성된 강력한 전기장에 의해 자기장도 생성이 되고 이것은 강력한 전자기 펄스가 된다. 이렇게 발생된 전자기 펄스는 케이블, 안테나 류에 짧은 시간내에 극심하게 변화하는 고 에너지의 이상전류인 서지전류를 발생시킨다. 이 서지전류는 그것들과 연결된 전자기기에 흐르게 되고 과도한 전류에 의해 전자기기는 오작동을 일으키거나 회로가 손상되게 한다.

 

 

비핵(非核) EMP

 

EMP에는 핵폭발로 인해 일어나는 EMP가 있고, 그 원리를 이용해서 만든 비핵 EMP가 있다. 먼저, 처음 방법은 대규모 코일에 매우 강한 전류를 순간적으로 흘리는 방법이다. 이것은 주로 연구하는 목적으로 많이 이용되고 있다. 두번째로 대규모 코일에 전류를 흘린 뒤, 코일을 폭약으로 파괴하는 방법이다. 이 방법은 EMP탄, 즉 무기를 만드는곳에 사용되고 있다.

 

 

 

EMP의 활용

 

 

 

 

 

일상 생활에서 쓰이는 대부분의 물건들이 전자기기인 요즘에 전자기기를 마비시킬 수 있다는 EMP라는 기술은 매우 매력적이기도 하면서 어떻게 보면 매우 위험한 기술일 수도 있겠다. 그래서 이 EMP기술을 이제는 곳곳에서 쓰는 움직임이 있다.

 

EMP탄이라고 해서, EMP의 기술을 이용해 무기로 쓰는 것이다. 위의 그림처럼 구성되어 있는 EMP탄을 공중에서 폭발시키면 그 충격으로 전자기 펄스를 생성하게 된다. 그러면 그 전자기 펄스는 지상에 있는 전자시스템에 영향을 주게 된다. 이런 EMP탄은 이미 미군이 걸프전에서 이라크군의 방공망을 교란하기 위해 실험적으로 사용했었다고도 한다. 또, EMP탄을 공중에서 터트리는 이유는 EMP의 위력이 높은 고도에서 더욱 커지기 때문이라고 한다. 그것은 지상과 가까울수록 대기의 밀도가 높아지게 되는데 밀도가 높아진 공기가 방어막 역할을 하기 때문이다.

 

EMP 관련 기술은 군사적 목적인 EMP탄 외에도 다양하게 응용될 수 있다. EMP를 이용한 지뢰 제거가 있고, 테러 목적의 폭발물 기폭장치 들을 마비시켜 테러로 인한 피해를 막기 위한 방법도 연구가 되고 있다고 한다. 또, 요즘 출시되는 자동차들은 전자제어장치로 구성되어지는데 이 자동차에 EMP를 이용한다면, 도주하는 차량을 쉽게 진압할 수도 있다는 것이 고려되는 방법이다.