核電磁脈沖彈（美國(guó)所屬中子彈）

簡(jiǎn)介

核電磁脈沖彈　它是利用在大氣層以上的核爆炸，使之產(chǎn)生大量定向或不定向的強(qiáng)電磁脈沖，以毀壞敵方通信系統(tǒng)的核武器，簡(jiǎn)稱(chēng)EMP彈。

在大氣層外高空核爆炸時(shí)，由于沒(méi)有空氣，就不能產(chǎn)生沖擊波，也不能生成熱輻射，而放射性塵屑又隨距離平方而減弱，電磁脈沖幾乎成了唯一的核爆炸效應(yīng)。

特點(diǎn)

EMP彈的特點(diǎn)一是作用范圍大。一枚100萬(wàn)噸當(dāng)量的EMP在距地面400米高空爆炸時(shí)，破壞半徑可達(dá)到2 200千米，尤其是它“無(wú)孔不入”：可通過(guò)管道、鐵軌、孔隙、電纜、接線(xiàn)柱、天線(xiàn)等進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部。1962年6月9日，美國(guó)在太平洋約翰斯頓島上空500米爆炸了一顆140萬(wàn)噸當(dāng)量核彈頭，使1 280千米之外的夏威夷瓦胡島上大面積停電、電話(huà)中斷、收音機(jī)不響、各種電子儀器故障……后經(jīng)專(zhuān)家研究才發(fā)現(xiàn)罪魁禍?zhǔn)资呛穗姶琶}沖。

二是電場(chǎng)強(qiáng)度高，可在大范圍內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)。據(jù)美國(guó)專(zhuān)家估算，如果在美國(guó)中部城市圣路易斯上空402～483米處爆炸一枚400萬(wàn)噸當(dāng)量核彈，將在全美國(guó)大陸及北美大陸主要部分（殃及加拿大）上空產(chǎn)生每米5萬(wàn)伏場(chǎng)強(qiáng)，將使未經(jīng)采取“加固”措施的通信、交通、國(guó)防、金融、公用設(shè)施的設(shè)備嚴(yán)重受損，其破壞方式主要是燒毀損壞電子設(shè)備和線(xiàn)路。

三是影響頻譜寬。核電磁脈沖覆蓋了軍用和民用通信系統(tǒng)大部分頻譜，并很容易通過(guò)各種輸入端進(jìn)入電子系統(tǒng)。

誕生

1961年10月31日，蘇聯(lián)在新地島上空4000米處進(jìn)行空爆核試驗(yàn)，不料氫彈不僅毀滅爆心附近的一切，還對(duì)數(shù)千千米范圍內(nèi)的電子系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊，蘇軍地面的防空雷達(dá)被燒壞，無(wú)法探測(cè)空中的飛行目標(biāo)；數(shù)千千米長(zhǎng)的通訊中斷，部隊(duì)1個(gè)多小時(shí)處于無(wú)法指揮狀態(tài)。無(wú)獨(dú)有偶，1963年7月9日，美國(guó)在太平洋的約翰斯頓島上空4千米處進(jìn)行空爆核試驗(yàn)后，距約翰斯頓島1400千米之遙的檀香山卻陷入一片混亂。防盜報(bào)警器響個(gè)不停，街燈熄滅，動(dòng)力設(shè)備上的繼電器一個(gè)個(gè)被燒毀……

當(dāng)時(shí)人們并不能解開(kāi)這個(gè)謎。后來(lái)經(jīng)過(guò)幾年的研究，才發(fā)現(xiàn)這是氫彈爆炸所產(chǎn)生的電磁脈沖造成的惡果。原子彈爆炸會(huì)產(chǎn)生沖擊波、光輻射、早期核輻射和放射性污染四種效應(yīng)，而氫彈爆炸又增加了另一種效應(yīng)，即電磁脈沖。

氫彈爆炸時(shí)，早期核輻射中的α射線(xiàn)會(huì)與周?chē)橘|(zhì)中的分子、原子相互作用，激發(fā)并產(chǎn)生高速運(yùn)動(dòng)的電子（康普頓效應(yīng)），大量高速運(yùn)動(dòng)的電子形成很強(qiáng)的電場(chǎng)。在爆心幾千米范圍內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)到每米幾千伏到幾萬(wàn)伏，并以光速向四周傳播。它的作用范圍隨著爆高的增加而擴(kuò)大。當(dāng)量1000萬(wàn)噸的氫彈如在4千米高空爆炸，可影響整個(gè)歐洲。

美國(guó)軍事專(zhuān)家看到了這種由核爆炸產(chǎn)生的瞬時(shí)電磁脈沖的軍事價(jià)值，開(kāi)始不遺余力地研究如何增強(qiáng)核爆炸時(shí)產(chǎn)生的電磁脈沖效應(yīng)而抑制其他幾種效應(yīng)，他們把這種能產(chǎn)生強(qiáng)大電磁脈沖的武器稱(chēng)為電磁脈沖彈。

發(fā)展

人類(lèi)研制電磁脈沖武器起始于20世紀(jì)70年代，至20世紀(jì)90年代進(jìn)入實(shí)用化階段。

·美國(guó)“第二原子彈”

1985年，美國(guó)在制定“戰(zhàn)略防御倡議”計(jì)劃時(shí)，把高功率微波武器列為其空間武器的主攻項(xiàng)目，重點(diǎn)研究其殺傷機(jī)理。1987年，美國(guó)國(guó)防部提出“平衡技術(shù)倡議”計(jì)劃，高功率微波武器是其五大關(guān)鍵技術(shù)之一。

1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)期間，美軍在E-8“聯(lián)合星”飛機(jī)攜帶和使用電磁脈沖武器。美國(guó)和俄羅斯小型化電磁干擾機(jī)，可被常規(guī)兵器投擲到敵方，不僅可損傷敵方指揮控制系統(tǒng)，而且直接影響精確制導(dǎo)武器和信息化單兵的作戰(zhàn)效能。1992年7月，美國(guó)國(guó)會(huì)總審計(jì)局向眾議院軍事委員會(huì)提交《國(guó)防基礎(chǔ)技術(shù)、軍用特殊技術(shù)依賴(lài)外國(guó)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)》報(bào)告，提出未來(lái)先進(jìn)武器最關(guān)鍵的6項(xiàng)技術(shù)，其中包括高功率微波武器。美國(guó)海陸空三軍還分別制定了高功率微波武器發(fā)展計(jì)劃。

1993年，美國(guó)進(jìn)行了代號(hào)為“豎琴”的電磁脈沖武器實(shí)驗(yàn)，天線(xiàn)群向電離層發(fā)射電磁脈沖，阻斷通信和摧毀來(lái)襲導(dǎo)彈。1996年，美國(guó)一國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研制出手提箱大小的高能電磁脈沖武器，以及可裝備在巡航導(dǎo)彈上的電磁脈沖武器，其有效作戰(zhàn)半徑達(dá)10公里。

1998年，俄羅斯發(fā)明了重8公斤的小型強(qiáng)電流電子加速器，爆炸時(shí)發(fā)出X射線(xiàn)、高功率微波，可破壞電子設(shè)備。

1999年3月，美國(guó)在對(duì)南聯(lián)盟的轟炸中，使用了尚在試驗(yàn)中的微波武器，造成南聯(lián)盟部分地區(qū)通信設(shè)施癱瘓3個(gè)多小時(shí)。伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍于2003年3月26日，用電磁脈沖彈空襲伊拉克國(guó)家電視臺(tái)，造成其轉(zhuǎn)播信號(hào)中斷。

除俄羅斯和美國(guó)外，英、法、德、日等國(guó)家，也都在進(jìn)行高功率微波武器的開(kāi)發(fā)。有國(guó)際軍事專(zhuān)家分析認(rèn)為，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，伊拉克之所以被動(dòng)挨打，重要原因是指揮控制系統(tǒng)和防空設(shè)施遭到破壞，喪失電磁環(huán)境控制權(quán)。

效果

電磁脈沖，是短暫瞬變的電磁現(xiàn)象，它以空間輻射傳播形式，透過(guò)電磁波，可對(duì)電子、信息、電力、光電、微波等設(shè)施造成破壞，可使電子設(shè)備半導(dǎo)體絕緣層或集成電路燒毀，甚至設(shè)備失效或永久損壞。

1. 強(qiáng)大的電磁脈沖建立的瞬間電場(chǎng)，使通訊系統(tǒng)內(nèi)部電場(chǎng)重新分布, 形成電涌電壓, 對(duì)通訊信號(hào)系統(tǒng)造成損壞。

2. 通訊系統(tǒng)內(nèi)部電場(chǎng)瞬間重新分布形成涌流, 對(duì)通訊信號(hào)系統(tǒng)造成損壞。

3. 強(qiáng)大的電磁場(chǎng)，穿過(guò)通訊系統(tǒng)內(nèi)部電路，產(chǎn)生感生電流，造成通訊信號(hào)差模干擾，損壞系統(tǒng)。

4. 強(qiáng)大的電磁脈沖中豐富的頻譜，微電子器件極易產(chǎn)生諧振發(fā)熱損壞。

見(jiàn)過(guò)原子彈爆炸的人很少，但是，幾乎人人都見(jiàn)過(guò)“第二原子彈”爆炸。這種爆炸就是自然界的雷電和靜電現(xiàn)象。雷電、靜電形成的電磁輻射和太陽(yáng)、星際的電磁輻射以及地球磁場(chǎng)和大氣中的電磁場(chǎng)，所產(chǎn)生的爆炸只是有大小區(qū)別，其原理都是一致的。此外，“第二原子彈”的爆炸還有人為現(xiàn)象，就是人為產(chǎn)生電磁輻射源的電磁輻射。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，全社會(huì)電氣設(shè)備大量普及，如電視發(fā)射臺(tái)、廣播發(fā)射臺(tái)、無(wú)線(xiàn)電臺(tái)站、航空導(dǎo)航系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、移動(dòng)通信系統(tǒng)、高電壓送變電系統(tǒng)、大電流工頻設(shè)備和輕軌、干線(xiàn)電氣化鐵路系統(tǒng)等。總之，一切以電磁能應(yīng)用進(jìn)行工作的工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療、軍用的電磁輻射設(shè)備，以及電火花點(diǎn)燃內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的機(jī)器、車(chē)輛、船舶、家用電器、辦公設(shè)備、電動(dòng)工具等，都會(huì)產(chǎn)生不同頻率、不同強(qiáng)度的電磁輻射。其中，大部分是電磁脈沖輻射。

現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)的電磁環(huán)境是各種電磁能量共同作用的復(fù)合環(huán)境，既有自然電磁干擾源，如雷電、靜電等，又有強(qiáng)烈的人為干擾源，如各種功率的雷達(dá)、無(wú)線(xiàn)電通信、導(dǎo)航、計(jì)算機(jī)以及與之對(duì)抗的電子戰(zhàn)設(shè)備、新概念電磁武器等。因此，戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境比平時(shí)要復(fù)雜得多，高技術(shù)條件下的戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境效應(yīng)主要由各類(lèi)電磁脈沖場(chǎng)構(gòu)成。

如此說(shuō)來(lái)，沒(méi)有蘑菇云的人類(lèi)巨災(zāi)——電磁脈沖災(zāi)害，有自然的和人為的兩大類(lèi)。和平時(shí)期，各種自然和人為的電磁脈沖危害時(shí)時(shí)發(fā)生。全球每年因雷電電磁脈沖導(dǎo)致信息系統(tǒng)癱瘓等事故頻繁發(fā)生，從衛(wèi)星通信、導(dǎo)航、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)乃至家用電器都會(huì)受到雷電災(zāi)害的嚴(yán)重威脅。僅上海市1999年由于雷電所造成的損失就超過(guò)2億元。

核電磁脈沖是核爆炸產(chǎn)生的強(qiáng)電磁輻射，核電磁脈沖的破壞力十分巨大。一些國(guó)家的核試驗(yàn)中，核電磁脈沖能量侵入電子、電力系統(tǒng)，燒斷電纜、燒壞電子設(shè)備的事例也屢見(jiàn)不鮮。高空核爆炸產(chǎn)生的電磁脈沖危害，比地面和地下核爆炸更大，核電磁脈沖強(qiáng)度大、覆蓋區(qū)域廣。

由于大氣的衰減作用，高空核爆炸產(chǎn)生的熱、沖擊波、輻射等效應(yīng)，對(duì)地面設(shè)施的危害范圍都不如電磁脈沖效應(yīng)大，100萬(wàn)噸當(dāng)量的核武器在高空爆炸時(shí)，總能量中約萬(wàn)分之三以電磁脈沖的形式輻射出去。隨著核技術(shù)的發(fā)展，發(fā)達(dá)國(guó)家已研制出核電磁脈沖彈，增強(qiáng)了電磁脈沖效應(yīng)，而削弱了沖擊波、核輻射效應(yīng)，電磁脈沖的破壞力明顯增大。

防御

核電磁脈沖彈的打擊目標(biāo)與傳統(tǒng)原子彈有很大不同。它的攻擊目標(biāo)有三類(lèi)：一是軍用和民用電子通信和金融中心，如指揮部、軍艦、通信大樓和政府要地等；二是防空預(yù)警系統(tǒng)；三是各類(lèi)導(dǎo)彈和導(dǎo)彈防護(hù)系統(tǒng)。

美國(guó)和前蘇聯(lián)在研究和發(fā)展電磁脈沖武器時(shí)，都十分重視武器裝備電磁環(huán)境效應(yīng)和防護(hù)加固技術(shù)的研究。1979年，美國(guó)總統(tǒng)卡特發(fā)布命令，強(qiáng)調(diào)核電磁脈沖的嚴(yán)重威脅，要求每開(kāi)發(fā)一種武器，必須考慮電磁脈沖防護(hù)能力。為此，美國(guó)在新墨西哥州科特蘭、亞利桑那州等地，建立了十余座電磁脈沖場(chǎng)模擬器。近幾年，臺(tái)灣軍方在強(qiáng)化電子戰(zhàn)攻擊能力時(shí)，重視電磁脈沖防護(hù)研究。據(jù)臺(tái)灣媒體披露，臺(tái)“國(guó)防部”于2001年，投資7．8億元新臺(tái)幣，用于“電子戰(zhàn)及資訊戰(zhàn)裝備”規(guī)劃，其中包括“資安計(jì)劃”與“脈護(hù)計(jì)劃”?！懊}護(hù)計(jì)劃”主要針對(duì)來(lái)自對(duì)手的電磁脈沖武器“硬殺傷”，防護(hù)臺(tái)軍重要軍事設(shè)施、戰(zhàn)略民用設(shè)施和“政府”重點(diǎn)建筑設(shè)施等。

據(jù)臺(tái)灣軍方的一位權(quán)威人士透露，目前，臺(tái)灣“脈護(hù)計(jì)劃”正在衡山指揮所緊鑼密鼓地進(jìn)行。其計(jì)劃由反制脈沖效應(yīng)、電子反制防護(hù)網(wǎng)等7部分組成，以防范電磁脈沖武器攻擊，維持計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)轉(zhuǎn)，保護(hù)計(jì)算機(jī)作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)的暢通及數(shù)據(jù)庫(kù)的安全。負(fù)責(zé)這一計(jì)劃的“中山科學(xué)研究院”主管官員稱(chēng)，“脈護(hù)計(jì)劃”實(shí)現(xiàn)后，臺(tái)軍方作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)等于“戴上了一頂防電磁干擾的防護(hù)帽”。

從20世紀(jì)60年代起，一些國(guó)家開(kāi)始核電磁脈沖特性研究，陸續(xù)取得一定進(jìn)展。但是，對(duì)電磁防護(hù)的研究，基本都停留在電磁兼容范疇內(nèi)，未重視電磁脈沖防護(hù)。至今，這些國(guó)家的絕大多數(shù)軍用、民用電子設(shè)備未采取電磁脈沖防護(hù)措施，有的甚至無(wú)任何強(qiáng)制性出廠(chǎng)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)施，其整體水平至少落后美國(guó)和俄羅斯20年左右。

這意味著，這些國(guó)家在軍事強(qiáng)國(guó)的電磁脈沖武器的打擊面前，早已敞開(kāi)了胸膛。一旦這些國(guó)家的政府機(jī)構(gòu)、金融中心、通信網(wǎng)絡(luò)、廣播電視等事關(guān)國(guó)計(jì)民生的重要系統(tǒng)和軍事設(shè)施，受到強(qiáng)電磁脈沖打擊時(shí)，不可避免地出現(xiàn)大范圍癱瘓或損壞，國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)秩序難以正常運(yùn)行。