Magnetische Abschirmung (Magnetic Shielding): Schutz vor magnetischen Störungen

Magnetische Abschirmung (Magnetic Shielding) begrenzt die Kopplung eines Magnetfelds zwischen zwei Orten. Materialien: Blech, Metallgewebe, ionisiertes Gas, Plasma. Zweck: Verhindern, dass Magnetfelder elektrische Geräte stören.

Warum Abschirmung, keine Blockade?

Anders als elektrische Felder lassen sich Magnetfelder nicht blockieren oder isolieren – Abschirmung ist notwendig. Eine der Maxwell-Gleichungen (div B = 0) besagt: Keine magnetischen Monopole. Feldlinien müssen am Gegenpol enden. Kein Weg, diese Linien zu blockieren; Natur findet Pfad zurück zum Gegenpol. Selbst ein nichtmagnetisches Objekt (Glas) zwischen den Polen eines Hufeisenmagneten ändert das Feld nicht.

Umleitung statt Blockade

Statt Feldlinien zu stoppen, leitet magnetische Abschirmung sie um das zu schützende Objekt. Man umgibt das Gerät mit magnetischem Material. Magnetische Permeabilität beschreibt die Magnetisierbarkeit eines Materials. Hat das Abschirmmaterial höhere Permeabilität als das Innere, fließt das Feld bevorzugt entlang der Abschirmung – das Innere wird umgangen. Feldlinien enden am Gegenpol, werden nur umgelenkt.

Materialanforderungen und Mu-Metall

Abschirmmaterial braucht hohe Permeabilität, darf aber keine permanente Magnetisierung entwickeln. Effektivstes Material: Mu-Metall – Legierung aus 77 % Nickel, 16 % Eisen, 5 % Kupfer, 2 % Chrom, in Wasserstoffatmosphäre geglüht zur Permeabilitätssteigerung. Da Mu-Metall sehr teuer, werden ähnliche Legierungen als Folienrollen für Abschirmzwecke verkauft.

Anwendungsbeispiele

• Krankenhäuser: MRT-Geräte erzeugen starke magnetische Flüsse. Abgeschirmte Räume verhindern Störungen umliegender Instrumente/Messgeräte.
• Elektronenstrahl-Belichtungsräume (Halbleiterfertigung) / Forschungslabore mit Magnetfluss.
• Heimkino: Lautsprechermagneten verzerren Röhrenfernseher (CRT) bei Nähe → geschirmte Lautsprecher. Ähnlich bei Computermonitoren.

Firmen bauen kundenspezifische Abschirmungen nach Plänen für Haus/Industrie. Supraleitende Magnete zur Raumschiffabschirmung vor kosmischer Strahlung werden erforscht.