重要インフラに対する核電磁パルスの脅威

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Oct 08, 2023

重要インフラに対する核電磁パルスの脅威

Se una parte sufficiente del nostro settore delle infrastrutture viene colpita, il ns

十分な割合のインフラ部門が被害を受けた場合、広範な EMP 攻撃からの回復には数十年とは言わないまでも、数年かかるでしょう。

多くの人は、大気圏での核弾頭爆発による米国に対する電磁パルス(EMP)攻撃はブラックスワン現象、つまり影響が大きく予測不可能な現象であると考えています。 しかし、私たちは 1960 年代初頭の初期の大気圏実験以来、EMP 攻撃の脅威について知っていました。 さらに今日では、我々の敵が米国を消耗戦に巻き込むよりも、致命的な最初のパンチで米国を無力化することを選択する可能性がある方が合理的であるように思われる。 EMP は核弾頭の爆発に関連する見通し現象であり、EMP が発するパルスは、電子部品の集積回路、特にアンテナ、伝送線、建物の内部配線などの長いリード線に接続された部品の集積回路を橋渡しする可能性があります。壁に差し込まれた電化製品の電気コードのような単純なものです。 ブリッジング、つまり集積回路全体にわたる電気アークにより、電子部品の使用が中断され、サイクルまたは再起動が必要になったり、ブリッジングにより回路やチップが焼き切れて電子部品の機能が破壊されたりする可能性があります。

EMP の影響が広範囲にわたる重要なインフラに広範な損害と破壊を引き起こす可能性があるという事実はよく理解されており、敵対者が全国規模の損害を引き起こすために使用できる非対称的な手段です。 私たちは、重要なインフラに対する EMP の影響を 60 年以上前から知っています。 米国に対するEMPの脅威は、ブラックスワンの出来事というよりはむしろダチョウの出来事に似ており、米国はその脅威とリスクの増大を知っているにもかかわらず、有益な行動を取る代わりに恐怖のあまり、諺にあるような頭を抱えている。

多くの現代社会と同様に、米国も集積回路を備えた電子部品を使用する相互依存性の高いインフラ部門への依存度を高めています。 トラック、自動車、電車、飛行機、スマートフォン、ラジオ、テレビ、衛星、固定電話、暖房、空調、冷蔵、冷凍庫、テレビ、医療機器など、電子機器が私たちの日常生活にどれほど浸透しているかを考えてみてください。 そして、現代社会は、増大する複雑な社会問題を解決し、人間の意思決定を支援するために、人工知能と機械学習アルゴリズムに目を向けるようになるため、この問題はさらに懸念されるようになってきています。 電子機器とその集積回路への依存により、米国は核爆発による EMP の影響に対して非常に脆弱になっています。 これが、私たちの敵、特に通常の戦闘を予測できない国が、米国に致命的なパンチを与えるために核弾頭のEMP効果に目を向ける可能性がある理由かもしれません

EMPの仕組み

現代社会の重要なインフラに対する最大の EMP の脅威は、高高度 EMP (HEMP) と呼ばれる、中成層圏から上層成層圏、または地表から約 20 ~ 30 マイル上空にある核弾頭の影響によって発生します。 .[i] HEMP は、核爆発によって、核爆発源から外側に放射される強力なガンマ線のバーストが発生するときに発生します。 地表に向かって下向きに放射するガンマ線は、最終的に大気密度が急速に増加する点に遭遇し、ガンマ線は空気分子と相互作用し始めます[ii]。これは堆積領域として知られており、ここが堆積領域です。ガンマ線はコンプトン電子と陽イオンを生成し、核爆発源から放射し続けます。 これらの電子は、質量が小さいため、正イオンよりもはるかに速い速度で放射し、この電荷移動により、荷電粒子が再結合し始めると、堆積領域に向かう電流が流れ、続いて堆積領域から遠ざかる電流が流れます。[iii] ] EMP 効果を生み出すのはこの現象であり、最大 50,000 ボルト/メートルの平均パルスを生成する可能性があります。 [iv] 堆積領域のガンマ線によって生成されたコンプトン電子は、地球の磁場によって偏向されるため、その領域は地表に対する最大の影響は、兵器の出力、方向、および兵器が爆発する地球上空の緯度に大きく依存します。[v]

核爆発による HEMP の影響は、地表にいる人間にはほとんど影響を与えませんが、これとは対照的に、主な損傷メカニズムが空気爆風、熱放射、電離放射線、および放射性降下物である核兵器の地表近くでの爆発とは対照的です。地上の近くと遠くの人間に壊滅的な影響が爆発します。 荷電粒子は良好な導電体である地面を介してすぐに再結合する可能性があるため、核兵器の地上爆発によって生成されるEMPは一般にほとんど重要ではありません。 さらに、上向きに放射するガンマ線は、熱放射によって蒸発したり燃焼したりする地上のインフラに影響を与えることはありません。 したがって、EMP の影響を受けるエリアは、通常、大部分のインフラが爆風と熱放射によって破壊され、それぞれ建物の吹き飛ばし効果と火災嵐の発生を引き起こす中程度の損傷ゾーンを超えて放射することはありません。[vi] これに対する例外。これは、グラウンドバーストとそのEMPが爆心地近くの既存の電線に沿って伝達された場合であり、中程度の損傷ゾーンの外側のインフラストラクチャに損傷を与える可能性があります。 基本的に、EMP は見通し内現象であり、地球の曲率と地面の地形によって制限されます。 しかし、核兵器が大気圏で爆発するほど、電子部品に対する地域的または全国的な EMP 影響の範囲が大きくなります。

電磁パルス攻撃による考えられる影響

他のすべての重要なインフラ部門は電力に依存しているため、エネルギーインフラ部門、特に送電網に対する EMP 被害は、現代社会に最も大きな悪影響を及ぼします。 私たちの社会の中で電力に最も依存している分野には、通信、銀行業と金融、石油と天然ガス、交通、水道、緊急サービス、宇宙管理、政府の継続などが含まれます。 [vii] これらの主要分野のいくつかには、バックアップ発電が行われています。ガスやディーゼルの発電機やバッテリーを備えていますが、これらは電気がより広範囲に復旧するまでの一時的な橋渡しにすぎません。 EMP が発生した場合、配電網内の電子部品の集積回路が損傷または破壊され、他の 15 のインフラ部門のほぼすべてに連鎖的かつ拡大する影響を引き起こします。 [viii] 私たちの現代社会は、他の多くの社会と同様に、非常に崩壊するでしょう。数時間、数日、数週間以内に迅速に対応できます。

電力網は、発電 (石炭火力、天然ガス、原子力など)、送電、および配電インフラストラクチャーで構成されます。[ix] EMP によって電気システムに誘導される電流と電圧は、電気システムの長さに直接比例します。 [x] したがって、私たちが景観上無視しようとしている屋外の大きな送電塔や送電線は、EMP エネルギーを捕捉してエンドポイントに送信する効率が非常に高いため、私たちの破滅につながる可能性があります。 -変圧器 (HVT)。 HVT は多くの場合、発電所の近くにあり、その役割は、電流を犠牲にして生成された電力の電圧を高めることです。 電力 (ワット単位で測定) は、電圧 (ボルト単位で測定) と電流 (アンペア単位で測定) の積 (乗算) として定義されます。 そのため、電流を犠牲にして HVT を介して電圧を大幅に増加させることにより、電力はより低い損失で最も効率的に伝送されます。これは、電流の増幅により伝送ラインが過熱し、伝送効率の大幅な低下に直接関係するためです。 HVT は手作業で組み立てられる巨大なカスタム設計の機械であるため、多大な労力が必要です。 その結果、HVT の製造はさまざまなベンダーにオフショアされることが多く、これは米国の有機的な製造能力が限られていることを意味します。[xi] 明らかな結果は、米国内の HVT の大部分が HEMP によって破壊された場合、修復には数か月かかることです。カスタム設計、長いリードタイム、許可、物流、および輸送の制限により、それらを置き換えるには何年もかかります。 議論の一つは、米国が危機に対応するための製造能力を開発できるというものだが、現実には、その対応はほぼすべてのインフラ分野での資源喪失によって妨げられ、車が災害に巻き込まれている間にタイヤを交換するのと同じことになるだろう。炎。 さらに、適切な高度での核爆発によって生成された HEMP は、核爆発の現場範囲内の集積回路を備えた膨大な数の電気部品に損傷を与える可能性があります。 実際、たった 1 つの核兵器の HEMP によって、電力網の 70% が損傷を受ける可能性があると推定されています。[xii]

今日のほとんどのアメリカ人は現代の第一世界社会に住んでおり、電気のない世界で生きるために必要な生存スキルを持っていないため、米国本土に対するHEMP攻撃は壊滅的なものになるでしょう。 現実には、米国は飲料水の不足、病気、飢餓、社会不安、暴力などにより数週間から数か月以内に崩壊する可能性が高い。もしEMP攻撃が国民国家によるものであるとするならば、米国は直ちに報復するであろうことは間違いない。 いずれにせよ、米国に損害が及ぶことになり、米国連邦政府はエスカレートする国内危機への対応に完全に手一杯になり、外交政策の実行よりも国民の基本的な生存ニーズに集中することになるだろう。

米国の電力インフラが EMP の大きな懸念であることに加えて、米国の電気通信インフラも HEMP に対して脆弱です。 電気通信インフラストラクチャには、電話および無線セル サービス、ブロードバンド インターネットおよび関連するサーバーおよびルーター、ケーブル テレビ、衛星通信地上局、および音声、データ、またはビデオ メッセージの送受信に関連するすべての機器が含まれます。[xiii]一種の国家非常事態は極めて重要である。 ただし、通信インフラストラクチャは電気インフラストラクチャに依存しているため、通信システム自体が EMP 事象から生き残ったとしても、発電機とバッテリ バックアップ システムの持続時間を超える機能はほとんどありません。 さらに、多くの重要なインフラ分野で不可欠な多くの監視制御およびデータ収集 (SCADA) システムは、通信インフラストラクチャに依存しており、通信に障害が発生すると、SCADA システムとそのオペレーターは盲目になってしまいます。[xiv]

機器をテストするための EMP シミュレーターを通じて米国の重要なインフラ部門の側面を保護するためのいくつかの作業が行われ、すべてのコンポーネントが破壊されるわけではなく、一部のコンポーネントは再び正常に機能し始めるために電源を入れ直すだけで済むことが明らかになりました。 [xv]他の 15 のインフラ部門すべてによる電力網の相互依存性が高いため、十分な割合のインフラ部門が被害を受けた場合、広範な EMP 攻撃からの回復には数十年とは言わないまでも数年かかるでしょう。 HEMP攻撃の結果、飲料水、保存食、冷暖房、医療などの基本的なニーズを国民に提供できなくなり、その結果、間違いなく資源の減少をめぐる暴力が発生し、最終的には社会崩壊につながるだろう。

敵対的な EMP 機能

米国に対するHEMP攻撃は、北朝鮮や中国、ロシアなどの国々の能力の範囲内に十分にあります。 韓国、中国、ロシアの複数の信頼できる情報筋は、強化型EMP、つまり「スーパーEMP」兵器のロシアの設計が北朝鮮によって漏洩または入手されたと述べている[xvi] スーパーEMP兵器は、より強力なガンマ線を生成するように設計されている。米軍システムが耐えるように設計されている基準の2倍である100,000ボルト/メートルを超えて生成されるHEMP効果を高めるために、より小規模な核爆発を犠牲にして放射線を放出する[xvii]。

既存の北朝鮮のEMP脅威はすでに米国の上空の軌道上にある可能性がある KMS-3とKMS-4は、2013年と2016年に軌道上に打ち上げられた北朝鮮の衛星「光明星3号」と「光明星4号」の北米航空宇宙防衛司令部指定の頭字語である。それぞれ。 極軌道と米国上空の再訪時間に基づいて、それらはおそらくスーパーEMP兵器のような邪悪な能力を持っている可能性があります。 さらに、北朝鮮は、米国本土上空の宇宙空間にEMP兵器を発射するのに十分な積載量と射程を備えた2つの大陸間弾道ミサイル(ICBM)システムも保有している。 [xviii] これらのミサイルシステムは弾頭再突入のためのシステム統合と米国都市への精密攻撃に必要な精度をまだ実証していないが、それ以上の性能を備えている。米国本土上空の宇宙空間に核弾頭を発射して爆発させるのに十分な精度があれば、HEMP は壊滅的なものになるでしょう。 北朝鮮が、核弾頭による米国の都市の破壊に必要な統合試験と精度試験を追求していないという事実は、都市破壊戦略に対するHEMP攻撃戦略の表れである可能性があるため、おそらくさらに厄介である。 将来の北朝鮮の大陸間弾道ミサイル開発計画は、間違いなく射程距離と積載量がさらに大きくなるだろう。 興味深いことに、北朝鮮は農業が盛んで送電網が限られているため、米国がHEMP攻撃で北朝鮮に報復攻撃しても、ほとんど効果がないだろう。 ロシアと中国の影響による悲惨な状況でない限り、北朝鮮がそのようなHEMP攻撃を行う可能性は低いと伝統的に見られてきた。 しかしつい最近、北朝鮮は先制攻撃として核攻撃を合法的に使用することを許可する規制を撤廃した[19]。

推奨事項

米国に対するHEMP攻撃は、複数のインフラ部門にわたって連鎖的かつエスカレートする障害を引き起こし、より広い地域で社会崩壊を引き起こす可能性が高いため、米国の都市や地点に対する地上核爆発よりもはるかに壊滅的なものになるだろう。 したがって、米国の国家指導者は、HEMP攻撃による米国の重要インフラの劣化または破壊の試みには米国の核対応が必要であることを敵対者に十分に明確にすべきである。 この種の抑止は、北朝鮮が有利な非対称能力とみなしている可能性があるスーパーEMP兵器の新たな脅威に対抗するために最も重要である。 この抑止力の重要な部分は、国家の回復力を実証することです。 HEMP の影響を最小限に抑える鍵は、回復時間を最小限に抑えるシステムを導入することです。米国の電気インフラ部門では、無数の電子部品をより EMP 耐性の高いものに置き換えることは現実的ではないからです。[xx] その結果、当社の回復力と回復能力が強化されます。重要なインフラであるだけでなく、強力な国内対応と復旧能力を提供する政府の能力を実証することは、米国に対するHEMP攻撃の抑止力として役立つだろう。これらの行動をとるための枠組みは、国家対応枠組み(NRF)、国家インシデント管理によってすでに存在している。 9 月 11 日の世界貿易センター攻撃を受けて全国的に採用されたインシデント コマンド システム (NIMS)、およびインシデント コマンド システム (ICS)。[xxi] 米国北方軍 (USNORTHCOM) は、CBRN Response Element (CRE) を管理しています。ケミカル・バイオロジカル・ラジオロジカル・アンド・ニュークリア(CBRN)イベントのために民間当局(DSCA)に防衛支援を提供する。 この国内の対応能力は強力であり、EMP 対応能力の枠組みとして容易に機能する可能性があります。 CRE に割り当てられたさまざまな軍事部隊が 35 の個別の軍事施設に分散しているという事実により、企業の大部分が依然として対応できることが保証されています。

今日の集積回路を備えた最新の電子機器のほとんどには、ある程度のシールドが組み込まれていますが、このシールドは、他の電子機器からの電磁干渉を軽減または排除することを目的としています。 この既存のシールドは EMP に耐えられるように評価されていません。 EMP は落雷よりも何倍も早くピーク強度に達することに注意してください。そうなると、一般の人々が利用できるすべての一般的なシールドやサージ保護が無効になってしまいます。[xxii] 連邦政府は、より多くのシールドの開発を義務付けるか奨励する必要があります。電気通信、銀行および金融、石油および天然ガス、輸送、水道、緊急サービス、宇宙管理、および政府分野の継続において、この種の EMP エネルギーを処理するための回復力のある電子コンポーネント。[xxiii] これは、製造業者に追加の税金を提供することで実現できる可能性があります。システムが完全な故障の可能性を減らすためのシールドの最小仕様を満たしている場合は免除されますが、EMP 堆積領域からの距離によってはその可能性があります。 たとえば、核生成HEMPの見通し内にあるが、主に影響を受ける領域からは離れている電気部品は、堆積領域の直下の領域よりもはるかに弱いEMPを受けるため、シールドが強化された場合でも機能する可能性があります。[ [xxiv] さらに、電気通信会社は、ブロードバンド インターネット サービスに使用される長い銅線を、EMP の影響に非常に強い光ファイバー回線に置き換え続けることができます。[xxv] さらに、長い配線を廃止すると、次のような結果が生じる可能性があります。システム全体に対する EMP 効果の結合が減少します。

あらゆる種類の災害復旧の鍵となるのはコミュニケーションです。 したがって、米国政府は、軍事補助無線システム (MARS) および国土安全保障省 (DHS) の共有資源 (SHARES) 高周波 (HF) ラジオ プログラムへの資金提供を継続することを検討すべきである。 MARS は、1925 年に開始され、現在も国防総省 (DOD) が後援するプログラムであり、高周波 (HF) 無線を使用して地域、国内、および国際的な緊急時通信機能を提供するという使命を担っています。 [xxvi] SHARES HF は国防総省によって管理されています。国土安全保障省 (DHS) の国家通信調整センター (NCC) は、他の電気通信インフラが動作不能な場合に国家安全保障および緊急事態対策 (NS/EP) 職員が重要な情報を伝達するための追加手段を提供します。 [xxvii]

結論

北朝鮮の軍事指導部はおそらく、米国と経済、防衛、核の平等を達成することは決してないだろうことを知っているが、HEMPとスーパーEMP兵器の保有は、決して勝つことのない軍拡競争に代わる非対称的な選択肢であると考えている可能性が高い。 米国上空で爆発したHEMPまたはスーパーEMP兵器は、米国の重要インフラに信じられないほどの損害を与える可能性があり、最も重要なインフラを強化するための現在の投資が不足しているため、米国は回復できない可能性があります。 米国の政策立案者は、HEMPの脅威を研究するだけでなく、電力網をはじめとするインフラ部門全体の電子部品の具体的な強化に資金を提供して、回復力を高め、攻撃された場合の回復時間を短縮する必要がある。 このような投資は、この種の攻撃を阻止するだけでなく、地球の軌道と一致する太陽系内の太陽からのコロナ質量放出などの他の既知の脅威から送電網を守ることにもなるだろう。

この記事の内容については著者が責任を負います。 彼らが表明した見解は、国家情報大学、国家情報長官室、米国情報コミュニティ、米国国防総省、または米国政府の公式の方針や立場を反映したものではありません。

参考文献

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運輸省 (DOT)、連邦航空局。 電磁パルス (EMP) 保護の研究: 再検討と更新、Chin-Lin Chen および Warren D. Peele 著。 1979 年 11 月。

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米国議会、下院。 電磁パルス(EMP)攻撃による米国への脅威を評価する委員会の報告書。 2008 年 4 月 http://www.empcommission.org/

[i] 米国議会、下院。 米国上院国土安全保障・政府問題委員会の公聴会におけるランディ・ホートン博士の書面による証言。 地磁気擾乱の電磁パルスから送電網を保護する観点。 2019 年 2 月 27 日。Testimony-Horton-2019-02-27.pdf (senate.gov)

[ii] 国防総省 (DOD) およびエネルギー省 (DOE)。 『核兵器の影響』第 3 版、サミュエル・グラスストーンとフィリップ・J・ドーラン著。 1979年、518。

[iii] 運輸省 (DOT)、連邦航空局。 電磁パルス (EMP) 保護の研究: 再検討と更新、Chin-Lin Chen および Warren D. Peele 著。 1979年8月1日。

[iv] 運輸省 (DOT)、連邦航空局。 電磁パルス (EMP) 保護の研究: 再検討と更新、Chin-Lin Chen および Warren D. Peele 著。 1979年3月11日。

[v] 国防総省 (DOD) およびエネルギー省 (DOE)。 『核兵器の影響』第 3 版、サミュエル・グラスストーンとフィリップ・J・ドーラン著。 1979年、519。

[vi] 国防総省 (DOD) およびエネルギー省 (DOE)。 『核兵器の影響』第 3 版、サミュエル・グラスストーンとフィリップ・J・ドーラン著。 1979年、517。

[vii] 米国議会、下院。 電磁パルス(EMP)攻撃による米国への脅威を評価する委員会の報告書。 2008年10月4日。 http://www.empcommission.org/

[viii] 米国には化学を含む 16 の重要なインフラ部門があります。 商業施設; コミュニケーション; 重要な製造業; ダム; 防衛産業基地; 緊急サービス; エネルギー; 金融業務; 食料と農業。 政府施設; ヘルスケアと公衆衛生。 情報技術; 原子炉、材料、廃棄物。 交通システム; 上下水道システム。

[ix] 米国議会、下院。 電磁パルス(EMP)攻撃による米国への脅威を評価する委員会の報告書。 2008年4月27日。 http://www.empcommission.org/

[x] 運輸省 (DOT)、連邦航空局。 電磁パルス (EMP) 保護の研究: 再検討と更新、Chin-Lin Chen および Warren D. Peele 著。 1979年11月18日。

[xi] 米国議会、下院。 電磁パルス(EMP)攻撃による米国への脅威を評価する委員会の報告書。 2008年4月27日。 http://www.empcommission.org/

[xii] 米国議会、下院。 電磁パルス(EMP)攻撃による米国への脅威を評価する委員会の報告書。 2008年4月19日。 http://www.empcommission.org/

[xiii] 米国議会、下院。 電磁パルス(EMP)攻撃による米国への脅威を評価する委員会の報告書。 2008 年 4 月、62。 http://www.empcommission.org/

[xiv] 米国議会、下院。 電磁パルス(EMP)攻撃による米国への脅威を評価する委員会の報告書。 2008年4月36日。 http://www.empcommission.org/

[xv] 米国議会、下院。 電磁パルス(EMP)攻撃による米国への脅威を評価する委員会の報告書。 2008 年 4 月、68。 http://www.empcommission.org/

[xvi] 国家および国土安全保障に関するEMPタスクフォース。 北朝鮮:EMPの脅威。 ピーター・ヴィンセント・プライ博士による北朝鮮の電磁パルス(EMP)攻撃能力。 2021年2月6日。

[xvii] 国防脅威軽減局 (DTRA)。 電磁パルス (EMP) のディスカッション。 2017年8月1日。

[xviii] 国家および国土安全保障に関するEMPタスクフォース。 北朝鮮:EMPの脅威。 ピーター・ヴィンセント・プライ博士による北朝鮮の電磁パルス(EMP)攻撃能力。 2021年10月6日。

[xix] ジョシュ・スミス、ロイター通信、北朝鮮の新法は先制攻撃を含む核兵器の使用について概説している。 2022 年 11 月 14 日に https://www.reuters.com/world/asia-pacific/un-chief-guterres-deeply-concerned-by-new-north-korea-law-nuclear-weapons-2022- でアクセス09-09/

[xx] 米国議会、下院。 電磁パルス(EMP)攻撃による米国への脅威を評価する委員会の報告書。 第 1 巻: エグゼクティブ レポート。 2004 年、20 日。http://www.empcommission.org/

[xxi] 国土安全保障省 (DHS)。 電磁パルスおよび地磁気擾乱の脅威から祖国を守り、備えるための戦略、2018 年 10 月、16 日。

[xxii] 運輸省 (DOT)、連邦航空局。 電磁パルス (EMP) 保護の研究: 再検討と更新、Chin-Lin Chen および Warren D. Peele 著。 1979年11月17日。

[xxiii] 米国議会、下院。 電磁パルス(EMP)攻撃による米国への脅威を評価する委員会の報告書。 2008年10月4日。 http://www.empcommission.org/

[xxiv] 国防総省 (DOD) およびエネルギー省 (DOE)。 『核兵器の影響』第 3 版、サミュエル・グラスストーンとフィリップ・J・ドーラン著。 1979年、536。

[xxv] 米国議会、下院。 電磁パルス(EMP)攻撃による米国への脅威を評価する委員会の報告書。 2008 年 4 月、75。 http://www.empcommission.org/

[xxvi] DOD 命令 4650.02、軍事補助無線システム。 2021 年 12 月 20 日。2023 年 5 月 8 日にアクセス。DoDI 4650.02、「軍事補助無線システム」、2021 年 12 月 20 日 (whs.mil)

[xxvii] サイバーセキュリティ・インフラセキュリティ庁 (CISA)、「SHARES プログラム情報」。 2022 年 11 月 11 日にアクセス。 https://www.cisa.gov/shares-program-information

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