強力な電磁波と長波について

質問

最近ちょっと電磁波について気になることがあるので質問しました。私は、この分野は全くわかりませんが、わかることでよいので教えてください。

１．核爆弾が爆発するときに強力な電磁パルスが出ると聞いたことがあります。この強力な電磁パルスによって電子回路が破壊されることから電子機器(パソコンや携帯電話など)を保護(シールド)するにはどのようにしたらよいでしょうか？私は素人なりにアルミホイルで包んでみる(携帯電話だと包むと圏外になりますよね)とか、水中に入れる(水中では電波は届かない)とか、長いトンネルの中(パルスが減衰するかも)にもっていくとか考えましたが有効なんでしょうか？また、私が考えたものはたぶんどれも意味がないと思いますので、電磁パルスからどうやれば守れるのかわかる範囲で教えてください。予想とか想像でも結構ですので。実際に核戦争とかが始まってパソコンとかが壊されたらなにもできなくなりますよね。だから、破壊される前に電子機器を守る方法を知りたいんです。
※前提として自分は直接的な核攻撃から逃れられるとします。

２．長波・超長波・極超長波について、これらの各周波数を使うとそれぞれどのぐらいの通信速度が確保できるものでしょうか？深海でも使える極超長波は非常に通信速度が遅いとどっかのHPに書いてあったのですが、もっと具体的に知りたいんです。

１，２のどちらか一方のわかる部分だけでもよい(想像でもかまいません)のでどうか、教えてください。お願いします。

回答No.4

nta · ベストアンサー

#1さんの意見を支持したいと思います。
電磁波は帯域が特定されていればその周波数帯に対して十分なシールドを施すことは可能です。しかし、周波数が異なると突如共振を起こしたり、電磁波のもれをおこします。核爆発のようなインパルスは広帯域の電磁波成分を含んでおり、あらゆる周波数帯域に対して強い電磁波を放射します。もちろん地中深く完全に埋めてしまえば保護することは可能ですが、これでは機器として運用ができません。いくらシールドを施してもシールド外に端子を出さなければ使えないのです。地下のシェルターでも換気用のダクトや送電ケーブル、アンテナなどが地上とつながっているのではないでしょうか。

周波数と通信速度の間には比例関係がありますが、多値化技術を使えば通信速度を向上させることができます。シャノンの定理によればほぼlog2(S/N)に比例しますので、近距離でリレーし、指向性を高めて、大出力で通信すればかなりの通信速度が得られると思います。

補足

地中深くとはどのぐらいでしょうか？データはHDやFDはきえますよね。
CD-R等の光学系の媒体であれば大丈夫でしょうか？

極超長波で10Hzで通信した場合は多値化すると、どの程度の通信速度が得られますか？

回答No.6

yasu31

＃１の者ですが
「２．長波・超長波・極超長波について、これらの各周波数を使うとそれぞれどのぐらいの通信速度が確保できるものでしょうか？深海でも使える極超長波は非常に通信速度が遅いとどっかのHPに書いてあったのですが、もっと具体的に知りたいんです。」とありましたが　通信速度というよりは　潜水艦のソナーの事を指しているのではないのでしょうか？　そうすると　通信と言うより　相手の物に反射してくる反射波の速度だと思います。そうすると　潜水艦（例）の水中での航行が
低周波 （極超長波）が捕らえられるのですが．．．．．
しかし　通信には　使用できるかは　分かりません　あしからず

回答No.5

nta

＃４の者です。
　地中に完全に埋めるのであればかなりの減衰が期待できます。実際地中レーダの探知深度は数百kHzで７ｍくらいですから、大きな洞窟でもない限りこれ以上の長い波長には反応しないとすると、１０ｍというのは十分な深さだと思います。詳しくは計算が必要ですし、岩石の組成によっても異なりますから、目安ということでご容赦ください。

　１０Hzというのはずいぶん低いですね。これは海面の動きや気泡の流れなどによる電磁波の散乱が起きるため、かえって擾乱が多く、１／ｆゆらぎにより、ちょっとS/Nを稼ぐことが難しいレベルです。水中での近距離の通信（S/Nを稼ぐため）という意味でkHzの領域ではだめなのでしょうか。近距離ならばレーザや超音波の方が有利なんですが。

前回は３回も同じ投稿してしまったことをお詫び致します。

回答No.3

SCNK

ＥＭＰについては、まずシールドすることが必要でしょう。そのためには機材の筐体を導電体で囲むことになります。その際、空調が必要となりますのでダクトなどは電磁波が進入しないように設計する必要があるでしょう。次に必要なことは空中線や電力線、あるいは有線通信の回線との接続部分がネックになります。一つ考えられるのはフィルターです、つまり目的周波数以外の信号が筐体内に進入しないようにコンデンサやコイルなどを使用して阻止するとか、接地に落とすとかするわけです。また外部からの通信などの回線に関して、信号は特定の方向から着ますから、位相で打ち消すような回路を組み立てることで信号は進入するが、電磁ノイズは打ち消されるように工夫することができます。空中線については指向利得を上げて目的外の方向からの電磁波をなるべく拾わないようにすることも必要です。それでも完全には阻止できませんから、耐圧性の強い部品を使うことも必要でしょう。各部品の実装においても、位相のそろった電磁波を受けないように向きや極性を工夫する必要があります。
ＥＭＰとは別ですが光ファイバーは放射線を受けると多少ですが白濁するそうですね。
いずれにせよ大型の核兵器でなくてはＥＭＰの効果は小さいですから、緒戦の攻撃をさければよいわけです。したがって攻撃が予想されるときはシェルターなどに格納しておくというのも一つの手でしょう。そのあとは敵の地上軍の侵攻が始まります。こうなれば核を使っても小型の戦術核や、通常兵器が主になるでしょうから、あまり心配はないと思います。

長波長の電磁波では、すでに回答があるとおり載せられる信号の量は減りますので通信速度はかなり落ちてしまいます。ちなみにこのような低周波ですと水中を伝わることもできますので、水中用レーダーとかＳＳＢＮに対する、たとえばＳＬＢＭの発射命令などの通信に使用されます。このような通信についてはあらかじめ決めた符合に意味をもたせて数文字で必要な内容を伝えるよう工夫しているようです。また水中に電磁波が入ると波長は短くなるようです。

補足

やはり、庶民レベルではどうしようもないですね。
核シェルターでも作らないと×ですね。

回答No.2

terra5

2.

単純に周波数と情報転送量は比例します。

たとえば、1KHzの周波数で情報を伝えるとします。
電波がある状態を1,無い状態を0とします。
電波があるのを確認するには、どんなに短くても波1個分は必要でしょう。
1KHzは一秒間に波が1000個しかありませんから、
1秒間には1000bitの情報しか送ることができないことになります。
(実際は1000bitも送れません。もっと少ない）

超長波（ＶＬＦ）で ３ｋＨｚ～３０ｋＨｚですから、
多分3K～30K bpsより遥かに少ない転送速度になります。

ちなみに、ISDNが64Kbpsです。

補足

ELFになるともっと遅くなるんでしょうね？
30KbpsぐらいならAirH"とそんなにかわらないので実用性があると思いますが。

回答No.1

yasu31

こんばんは
１．核攻撃が前提で考えますと　ほぼ無理です。（核の大きさにもよりますが）
せいぜい国外にその被害の受けそうな機器を運び出せば大丈夫でしょう。

２．超音波センサーと言うのはご存知でしょうか？
　　ＬＥＤと同じく指向性が狭ければ　輝度があり　逆に　指向性があれば
　　輝度が無い　と言うように　超音波センサーにも言えるのです
　センサーの性能もありますが　それほどの通信速度は望めません

私が考えるには　将来　石英グラスファイバー　に　ブルーレイザーを使用し
通信を行う方法が一番　速度が早く遠距離まで減衰しなくて済むため　主流
となると　思います

補足

そうですよね。核攻撃なんかされるとちょっとぐらいどうかしても意味がないですよね。そんなことにならないように祈っています。