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电磁脉冲（第1页）

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现今人为的强力电磁脉冲方法——高空核爆！

核爆炸除了产生人们所熟悉的冲击波、光辐射、早期核辐射和放射性污染效应以外，还产生电磁脉冲效应。这种电磁脉冲对人体没有伤害作用，但是它能使兵器电子元件遭受严重损坏。对此，开始人们对它的破坏性重视不够。直到60年代初期，美、苏相继在高空进行核试验时，才对它有了真正的认识。

1962年7月，美国在太平洋约翰斯顿岛上空400公里处，爆炸了一颗140万吨梯恩梯当量的氢弹。爆后，在远离爆心14000公里的夏威夷瓦胡岛上，300多条大小马路上的路灯突然全部熄灭，数百具防盗报警器同时响了起来。人们经过近20年的研究。才彻底揭开了上述奇怪现象的奥秘。原来使路灯失明和使防盗报警器报警的“作案者”都是核电磁脉冲．

所谓电磁脉冲就是瞬间变化的电场和磁场。形象地说，电磁脉冲犹如雷雨时闪电所产生的电磁信号。核爆炸时产生的强电磁脉冲称为核电磁脉冲。

核电磁脉冲的物理成因是核爆炸时释放的射线以光速与空气分子相碰时，能量很高的射线将电子从空气分子中碰撞出来，并使电子迅速向外扩散

根据相对论中的动量守恒与能量守恒定律。带正电的母体粒子（空气分子）的运动速度较小，运动方向也发生了改变。在物理学中，这种正、负电荷的分离属于康普顿效应。由于这种正、负电荷的分离是大规模发生的，所以在爆心周围形成了一个电离化的区域。这个区域称为源区，在源区内产生的强烈电场称为源场。带负电的电子质量较小，它们以近似光速的速度飞离爆心；而那些失去电子的母体粒子比电子质量大、速度小，因而仍然聚集在爆心周围。正、负电荷的急剧分离，致使爆心处为正电荷，远处为负电荷。所以源场的场强方向由爆心向外。

当核爆炸发生在3—25公里高度时，由于射线在所有方向上都是均匀发射的，因此由电荷分离形成的电场将是径向的。从爆心向外的一切方向上都有着相同的强度。即源区成球对称性，而且由于射线被低空稠密大气层快速吸收，源区半径只有2～8公里，因而向外，辐射的能量很小。理论上讲，在半径以外的区域，由于对称的相反方向的分量产生的作用完全抵消，这对地面的电子设备没有什么破坏作用。实际上，由于各种情况，会不可避免地出现源区的不对称性，因而还会有一定的康普顿电子从爆心处飞驰，产生一个净电子电流，进而产生磁场，磁场的变化又引起电场的变化。这种电磁场的变化就形成电磁脉冲，而会对地面的电子设备产生一定的影响。

当核爆炸发生在地面或靠近地面时。源区与地面接触而呈现明显的不对称形状，因而形成了较强的辐射电磁场，大约在15公里范围内都具有破坏作用，这个作用距离约等于核爆炸时产生的其他作用的最大距离。

当核爆炸在30公里以上空气稀薄的高空发生时，由于射线衰减较慢，因而能透过的距离较长；以致核电磁脉冲的破坏作用可达数千公里。

核电磁脉冲与我们熟悉的雷电、无线电波、雷达波相比，虽然都是电场和磁场交替变化而产生电磁波，但核电磁脉冲具有以下几个特点

（1）幅度大。核电磁脉冲的电场强度在几公里范围内可达1—10万伏／米，是无线电波电磁场的几百万倍。是大功率雷达波的上千倍。

（2）作用时间短。核电磁脉冲的电场变化迅速，在0.01－－－0.03微秒的时间内即可上升到最大值，从发生到结束也只有几十微秒的时间，比闪电快50倍。

（3）频谱宽。核电磁脉冲的频率范围宽（频率从几赫到100兆赫），几乎包含了现代军用电子设备所使用的频段，因此对军用电子设备的影响较大。

（4）作用范围广。低空核爆炸产生的电磁脉冲源区场虽然只有几公里的范围，但辐射出来的电磁脉冲信号可以传到很远的地方。高空核爆炸产生的电磁脉冲作用范围更广。有人估计，如果在美国内布拉斯加州太空320公里处爆炸一颗5000万吨级的核弹头，将产生50000伏／米的场强，辐射出来的电磁脉冲会使全美国变成一片“漆黑”。

随着电子技术的发展。各种武器系统越来越普遍地应用半导体器件和集成电路。所以核电磁脉冲对现代兵器有着不可低估的破坏作用。核爆炸产生的电磁脉冲能通过天线、电缆连接处、金属管道等进入电子设备的内部，产生感应电流，使电子设备遭到严重的破坏。核电磁脉冲对电子设备的破坏作用一般可分为两类：功能损坏和工作干扰。功能损坏是指电缆的绝缘材料被击穿或者是电子设备的某些元器件受核电磁脉冲的作用而造成永久性损伤。核电磁脉冲对半导体器件有更大的破坏性。因为只要有千分之一到百分之几焦耳的能量就可以把晶体管烧坏。核电磁脉冲虽然是短暂的，然而它对电子设备线路和电子元件的功能损坏却是永久的。如果电缆的绝缘材料被击穿造成短路，大量的电话、电报等邮政通讯系统及军事通讯系统就会中断。特别是主控设备如果遭受破坏，将引起整个控制系统的混乱。酿成严重后果。飞机、导弹、舰艇、防空武器等军事系统中的电子设备如受到核电磁脉冲的破坏，将会造成重大的损失。工作干扰是指核电磁脉冲虽然没有使系统或器件受到破坏，但引进的附加信号使某些器件的工作状态改变，导致电子设备的功能紊乱，发出错误信号，或消除和改变贮存器中的内容。例如，一次百万吨级核弹空中爆炸后，处于待命状态的导弹，由于弹上计算机内存贮的信息被清洗，便不能再按指令发射了。因此，有些军事专家把核电磁脉冲称为“兵器电子元件的克星”、“电子对抗的终极手段”。

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