核電磁脈衝效應

核爆炸時在空間產生的瞬時電磁場對電子系統所引起的破壞作用和效果。是核爆炸殺傷破壞因素之一。核電磁脈衝效應的產生機理是：核爆炸釋放的瞬發γ射線、X射線及隨後的中子所產生的γ射線，與周圍介質相互作用，產生康普頓電子流。由於周圍環境的影響，康普頓電子流在各方向不對稱，從而在磁場中激勵出隨時間變化的脈衝電磁場。爆高不同，康普頓電流的不對稱情況也不同，激勵出不同的核電磁脈衝波形，因此可分為地面、低空和高空核爆炸核電磁脈衝等。大氣層核爆炸時，地（水）面的存在及空氣密度隨高度的變化，使康普頓電子流明顯不對稱，呈現向外輻射的半球狀。所產生的電磁脈衝與爆炸威力有關，以萬噸梯恩梯當量核爆炸為例，爆心幾千米內為源區，電場強度約105伏/米、磁場強度約103安/米，脈衝持續時間10-3～10-1秒；距爆心20千米處，電場約102～103伏/米，脈衝持續時間約為10-4秒，上升前沿約10-6秒。高空核爆炸時，產生的γ、X射線向下傳播，至距地面20～40千米的區域，與稀薄的大氣作用，產生康普頓電子，康普頓電子在地球磁場中偏轉，形成螺旋電流，能在很大的空間內激勵出高空核電磁脈衝，其特點是脈衝上升前沿陡，持續時間短。高度為50～100千米的大威力核爆炸，其瞬發射線將在地面附近、離爆心投影點半徑800～1100千米內，產生場強（2～5）×104伏/米、持續時間10-7秒的早期高空核電磁脈衝；隨後中子到達源區，與大氣作用產生γ射線，激發起峯值10～102伏/米、持續時間10-3～1秒的中期高空核電磁脈衝；核爆炸產生的高温、高壓等離子體在地球磁場中高速膨脹將產生峯值每米幾十毫伏、持續時間百秒級的晚期高空核電磁脈衝。當金屬飛行器在空間遭受核爆炸γ、X射線直接輻照時，腔內將散射出定向電子流並激勵“內電磁脈衝”。同時表面發射光電子，使系統表面出現電流，激勵出強的“系統電磁脈衝”。其強度和特點，既取決於輻照源特性，也取決於腔體尺寸、殼體表面的幾何形狀、材料的性質等因素。對於電子設備，以及指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察（C4ISR）等電子系統和供電系統，核電磁脈衝通過長天線、電力線網、電纜網等耦合能量（前門耦合），或通過孔縫等耦合能量（後門耦合），耦合進入系統的能量使其受干擾或損傷。損傷的形式取決於耦入能量和系統損傷參數值。早期高空核電磁脈衝（2～5）×104伏/米的強場，若無特殊加固措施，對接有天線或長電纜網的電子系統，將因耦入強脈衝電磁能而受損。晚期高空核電磁脈衝峯值雖較弱，但持續時間長，對長度以百千米計的電力電纜等可能造成嚴重衝擊。實行高空核電磁脈衝打擊能夠實現大範圍、大縱深的戰略打擊，因此不需要知道目標的準確位置。各武器陣地的有關電子系統、C4ISR系統、民用電力系統等，無論是否暴露，如無特殊防護，都可能遭到高空核電磁脈衝的破壞。美國一次威力為百萬噸梯恩梯當量、400千米爆高的高空核試驗，曾使距爆心約1400千米處的防盜系統誤動作，並使輸電網因過電壓而跳閘。電子系統防護核電磁脈衝效應的措施包括：加強電磁屏蔽，儘可能使電子系統置於全屏蔽空間內；防止導體的傳導電流穿透屏蔽體；使用高屏蔽性能的電纜並儘量縮短電纜等引線；用光纜代替電纜；選用抗電磁衝擊強的電子元器件等。

發佈者：中國軍事百科全書編審室 ^[2]