Guide

Beskyt dig mod solstorme: Byg dit eget Faraday-bur

10. juni, 2024
Andreas Ebbesen

I 1989 satte en kraftig solstorm elnettet i Quebeck i Canada ud af spillet. Og det kan ske igen. Forskerne forventer, at solaktiviteten vil toppe i oktober 2024. Heldigvis kan du selv nemt beskytte din følsomme elektronik.

Frygten for kraftige solstorme og cyberangreb har fornyet interessen for at beskytte vores følsomme elektronik.

Og det er der heldigvis masser af muligheder for, takket være en opfindelse gjort af den engelske fysiker Michael Faraday i 1836 – Faradayburet.

Princippet er i spil i Faraday-tasker, Faraday-gardiner og sågar Faraday-tapeter, der hævder at stoppe mobiltelefon- og wifi-stråling og beskytte enheder mod elektronisk aflytning.

Selv “die hard”-konspirationsteoretikernes kendetegn – sølvpapirshatten – bygger på Faradays principper.

Muligheder er der nok af. Men mindre kan også gøre det.

I denne artikel bliver du guidet til at bygge dit eget Faraday bur, og så får du historien om den geniale Faraday samt fysikken bag de spektakulære solstorme og kinesiske EMP-våben.

Hvad er et Faraday-bur?

I 1836 byggede den engelske fysiker Michael Faraday en kasse på 3,5 kvadratmeter i sit laboratorie.

Kassen bestod af fire glasvinduer monteret på en ramme af træ. Ydersiden var dækket af et tyndt lag af metalfolie.

Faraday satte strøm til kassen udefra og trådte ind i den. Her blev han i to dage for at måle mængden af elektromagnetisk stråling, som trængte ind i kassen.

Inde i “buret” registrerede Faraday ingen elektricitet; kun metalfolien, der omgav rummet, ledede elektricitet.

Opdagelsen var banebrydende: Den beviste, at elektricitet er en kraft og ikke en materiel væske, der strømmer gennem ledninger som fx vand gennem et rør, hvilket ellers var den gængse opfattelse dengang.

Faradys bur fungerer med andre ord som et skjold, der blokerer elektromagnetisk stråling fra hele det elektromagnetiske spektrum, så som radiobølger og mikrobølger.

Sætter du strøm til et bur, der er iklædt i et finmasket net af ståltråd, omfordeler “skjoldet” elektronerne og neutraliserer dermed feltet inde i buret – som vist her:

Et godt eksempel på et Faraday-bur i hverdagen, er en mikrobølgeovn, der holder mikrobølgerne fanget i maskinen, så de opvarmer maden og ikke slipper ud i køkkenet.

I større skala bruges Faraday-bure også på hospitaler for at forhindre radiobølger i at trænge ind i MRI-scannere og forstyrre udstyret.

Hvor solidt skal mit Faraday-bur være?

Jo mindre de elektromagnetiske bølger er, som du ønsker at holde ude, jo tættere skal det elektrisk ledende materiale være.

Lad os tage et eksempel: En FM-radio, der er indstillet til en station ved 100 MHz udsender radiobølger på tre meter.

For at blokere de elektromagnetiske bølger i radiospektret, må hullerne i nettet omkring buret altså ikke være over tre meter i diameter.

Et 5G-signal fra din telefon har en meget mindre bølge. Disse har frekvenser omkring 30 GHz, hvilket giver en bølgelængde på omkring én cm.

Så længe hullerne i dit Faraday-bur af nettråd ikke er større end én cm. i diameter vil de altså kunne blokere telefonsignaler.

Sådan bygger du et Faraday-bur til din smartphone

Hvad du skal bruge

Aluminiumfolie eller kobberfolie.
Plastfolie eller plastikposer.
Elektrikertape eller lim.

Trin-for-trin guide

1. Indpak din smartphone i en plastikpose eller plastfolie. Laget fungerer som en ikke-ledende barriere mellem telefonen og aluminiumfolien.
2. Dæk dernæst enheden med aluminiums-folie. Sørg for, at der ikke er huller eller revner i folien, da strålingen ellers vil trænge ind. Brug elektrikertape eller lim til at sikre, at lagene bliver på plads.
3. For yderligere beskyttelse kan du gentage processen med yderligere lag af plastfolie og aluminiumfolie, skiftevis mellem lagene. Tre lag af hver bør være nok.
4. Prøv at ringe til din telefon eller sende en besked. Hvis æsken fungerer som et Faraday-bur, vil signalerne ikke nå din telefon

Hvad beskytter Faraday-buret imod?

Solstorme:

Magnetfeltet omkring Jorden fungerer som klodens helt eget Faraday-bur.

Feltet dannes af magnetiske stråler, som strømmer ud fra Jordens ydre kerne, omkranser planeten og fungerer som et skjold, der skærmer os mod radioaktive partikler Solen og anden kosmisk stråling.

Men under såkaldte soludbrud opstår såkaldte solstorme, hvor gigantiske byger af energirige partikler slynges ud fra Solens overflade.

Blot en tiendedel af alle solstorme kolliderer med Jordens magnetfelt. Og når en solstorm en sjælden gang suser mod Jorden, kommer den primært til udtryk i form af smukke nord- eller sydlys – takket være Jordens magnetfelt.

Er solstormene kraftige nok, kan de bryde igennem magnetfeltet og bombardere Jorden med elektromagnetisk stråling, der kan beskadige satellitter og elektriske netværk.

Det skete bl.a. i 1859, hvor en voldsom byge af elektrisk ladede partikler susede mod Jorden med samme energi som 10 milliarder detonerede atombomber.

Kæmpemæssige hagl regnede ned fra himlen, og meterhøje bølger bragede ind mod kysterne. I USA og Europa kortsluttede telegraferne og brød i brand pga. de magnetiske forstyrrelser.

En af de værste solstorme i nyere tid ramte Jorden den 13. marts, 1989. Solstormen brød gennem klodens magnetfelt over Canada og fik elnettet i byen Québec til at kollapse, så seks millioner canadiere stod uden strøm i flere timer.  

Nukleare eksplosioner:

Når en nuklear bombe detoneres, frigiver den en kraftig elektromagnetisk puls – også kaldet EMP.

EMP’en består af tre komponenter: E1, E2 og E3. EMP, der kan ødelægge uisoleret elektronik inden for et stort område.

E1-komponenten er den kraftigste og kan føre til kortslutning eller permanente ødelæggelse af kredsløb samt beskadige elektroniske enheder såsom computere, kommunikationsudstyr og anden teknologi.

Lynnedslag:

Lyn opstår, når elektriske ladninger i skyerne og jorden udlignes, hvilket resulterer i en kraftig elektrisk udladning. Denne udladning skaber et stærkt elektrisk felt og et magnetisk felt omkring lynets bane.

Når lynet slår ned, ændrer det elektriske og magnetiske felter sig meget hurtigt, hvilket genererer en EMP, der kan sprede sig ud fra lynnedslagets punkt.

Typisk kan lyn generere en EMP med højspændinger, der kan variere fra tusinder til millioner af volt, afhængigt af lynets styrke.

EMP’er fra lynnedslag er generelt mindre kraftige end de, der skabes af nukleare eksplosioner eller specialdesignede EMP-våben, men de kan stadig forårsage betydelige skader på ubeskyttet elektronik.

EMP-våben:

Kraftige elektromagnetiske pulser, som målrettet kan sætte elektroniske systemer ud af drift, er et effektivt våben i krig.

Der findes en række EMP-våben, som kan deaktivere fjendens elektroniske udstyr ved at udsende kraftige elektromagnetiske impulser. Og de bliver stadig mere og mere kraftfulde.

I 2022 udsendte det amerikanske ministerium ‘Department of Homeland Security’ – hvis primære ansvarsområder er at beskytte amerikansk territorium mod terrorangreb og naturkatastrofer – en rapport om Kinas evner til at udføre et EMP-angreb.

I rapporten stod der bl.a., at kineserne har “opbygget et netværk af satellitter, højhastighedsmissiler og super-elektromagnetiske puls våben, der kunne smelte vores elnet og ødelægge kritisk kommunikation”.