粒子束武器

主要由能源，粒子源，粒子加速器，目標識別、跟蹤、自動掃描系統以及指揮控制系統等組成，關鍵部分是產生高能粒子束的粒子加速器。加速器將粒子源產生的電子、質子或光子加速到近光速，並用磁場把粒子聚集成密集的束流，直接或去掉電荷後發射出去，在極短的時間內將極大的能量傳給目標，使其毀壞或失效。 ^[3] 

作用機理是：利用高速（高能）粒子束流的動能使目標的結構破壞；高能粒子穿入電子設備，可引起脈衝電流，使電子設備失效；高能粒子束流引起戰鬥部中的炸藥爆炸。可用於毀傷飛機、導彈、軍用衞星等。 ^[3] 

根據粒子帶電或不帶電，分為帶電粒子束武器和中性粒子束武器。帶電粒子束武器是發射質子、電子或離子等帶電粒子束流的粒子束武器。由於太空中同性電荷之間的排斥力使帶電粒子束在短時間內散發殆盡，帶電粒子束武器只適合在大氣層內應用。中性粒子束武器是發射中子、原子等不帶電粒子束流的粒子束武器。中性粒子束無法在大氣中傳播，這種武器只適合在太空中應用。 ^[3] 

1975年以來，美國預警衞星多次發現大氣層上有大量帶有氚的氣體氫，認為可能是發射帶電粒子束造成的。1976年，美國預警衞星探測到前蘇聯在哈薩克斯坦的沙漠地帶進行了產生帶電粒子束的核聚變型脈衝電磁流體發動機的試驗。對粒子束武器的研究，前蘇聯是從1974年開始的，美國是從1978年開始的，20世紀80年代中期開始在實驗室進行理論驗證。

20世紀70年代中期以來，前蘇聯在電離層和大氣層外的宇宙系列衞星、載人飛船和禮炮號空間站上進行了8次帶電粒子束傳導方法試驗；在列寧格勒地區進行過粒子束武器的地上試驗，試驗裝置有線性電磁感應加速器、γ射線儀器、X射線儀器、磁力存儲器和多頻道超高壓開關等，而且進行過帶電粒子束對洲際彈道導彈、宇宙飛船以及固體燃料目標的照射試驗。1978年，前蘇聯在東德製造了使用1000GeV質子加速技術的0.5MV、80J、16層7列的粒子束產生裝置。

美國海軍在20世紀70年代建立了開發粒子束武器的蹺板計劃，研究用帶電粒子束攔截導彈的核彈頭。美國國防部在1981年設立了定向能技術局來開發粒子束武器和激光武器，從1981財年開始實施預算額為3.15億美元的5年開發計劃。粒子束作為武器使用時必須兼備大電流和高能量以及數兆瓦的能源，它要在現有的基礎上，功率增加幾千倍，甚至幾萬倍。粒子束擊中目標後，放出電子，質子直穿而入，待能量耗盡後停止。100MeV的中性氚束對各種物質的垂直穿透深度為：固體推進劑9.5cm，鉛3.3cm，鋁0.8cm。

美國已確定粒子束武器的潛在用途是攔截導彈、攻擊衞星以及在敵防區外實施掃雷等。截止2013年，產生粒子束的方法是利用線性電磁感應加速器，但由於加速器太笨重，無法投入戰場使用。美國在基礎研究中主要是抓緊研究適於部署在地基和天基反導平台上的小型、高效加速器及其技術。美國利用線性電磁感應加速器產生粒子束，通過同一加速器，連續再循環脈動的粒子束，以便讓粒子束在現有的小型加速器中環流，把能量逐漸加到每次通過的粒子上。美國陸軍彈道研究試驗室稱，尚需進一步證實小型環流電磁感應加速器的原理。這種加速器能否投入戰場使用，加速器的尺寸和重量是關鍵因素。美國還研製過一種實驗加速器裝置，其尺寸不大於一個辦公桌，這是部署在外層空間可以接受的尺寸。

因為存在一系列技術難題，儘管俄美都在積極研究粒子束武器，但地基和天基粒子束武器截止2013年尚處於實驗室的可行性驗證階段，估計2020年以後有可能進入實戰部署。美國已做的基礎工作包括：進行粒子束產生、控制、定向和傳播技術理論驗證和實驗室的試驗，用加速試驗枱進行試驗，驗證中性粒子束方案的可行性，同時探討帶電粒子束方案。按照美國的天基粒子束武器方案，氫原子束的能量為200MeV，武器重量60t，用以攔截大氣層外助推段和中段飛行的洲際彈道導彈的彈頭。 ^[5] 

粒子束的毀傷作用表現在：

（1）使目標結構發生形變/汽化或熔化；

（2） 提前引爆彈頭中的引信或破壞彈頭的熱核材造成爆炸；

（3）使目標中的電子設備失效或損毀。

粒子束既可實施直接穿透目標的“硬殺傷”，也能實施局部失效的“軟殺傷”。帶電粒子束對目標的穿透能力極強，能量集中，脈衝發射率高，能快速改變發射方向。中性粒子束還可對目標周圍產生的中子、γ、X射線進行遙測，實現對目標的識別。 ^[5] 

根據美國80年代以來的研究結果，粒子束武器在高技術戰爭中的應用主要在於，利用中性粒子束武器進行洲際彈道導彈的攔截和彈頭飛行中段的識別。由於粒子束生成裝置、能源系統及高能粒子束傳輸等問題的解決技術難度太大，在可預見的將來把中性粒子束用於洲際彈道導彈彈頭中段的識別，也許是唯一可行的應用。

洲際彈道導彈的中段防禦既很重要又十分複雜，因為現代洲際導彈在飛行中段除了釋放彈頭之外，還釋放出大量的誘餌假彈頭，要進行中段防禦，首先必須將真彈頭從大量的假彈頭中鑑別出來，而這是一項難度很大的技術。採用常用的成像技術和輻射測量技術以及低功率激光或微波檢測技術等難以識別真假彈頭，而中性粒子束能有效地進行這種識別。

俄美對於粒子束武器的出發點是立足於空間作戰與防禦，主要工作是基礎研究和高能量轉換技術的研究；對於地基粒子束武器的研究只侷限於作為點防禦作戰的近程武器系統範圍，主要是確保帶電粒子束在大氣層中長距離的穩定傳播。

能量轉換技術的研究的目的是要形成高速粒子脈衝。美空軍的研究機構稱，傳統的可控硅開關和火花放電開關的研究已經完成，下一步要開展磁性開關研究，這種開關基於飽和的電磁感應原理，具有很高的重複率。 ^[5]