第三章 具有多种*伤杀**破坏作用的核爆炸
第五节(5)性似闪电的电磁脉冲
电磁脉冲是核*器武**的重要破坏效应之一。它能造成电子装备的功能障碍和失效，是战略进攻和战略防御中必须考虑的一个因素，也是战场自动化指挥系统必须注意的一个方面。
什么是核爆炸的电磁脉冲
核爆炸的电磁脉冲，形象地说，它类似雷雨时闪电所发射的电磁信号。
核爆炸为什么会产生电磁脉冲呢？我们知道核爆炸时会产生非常强的伽马射线。这些伽马射线，实际上是由一连串的光子组成的，每一个光子都带着一定的能量。光子在向外辐射的途中，与爆心周围的空气分子和原子中的电子相碰撞时(图20)，它就把一部分能量传递给电子，本身变为能量较低的光子，沿着与原来运动方向呈成一定角度的新方向前进；获得能量的电子便挣脱原子核的束缚飞离原子。通常把这种电子叫做“康普顿电子”，这种电离作用叫做“康普顿效应”①。这样，就在爆心周围形成一个电离化了的区域，这个区域叫做“沉积(源)区”。带负电的电子很轻，它们以近似光速的速度飞离爆心，而那些失掉电子的带正电荷的原子(叫做正离子)，由于它们比电子重得多，运动速度也就缓慢得多，因而仍然积聚在爆心的周围，这样，就引起了正负电荷的急剧分离，即靠近爆心的区域为净的正电荷，而在稍远的地方为净的负电荷。
图20
我们知道电的一个重要规律是同性相斥、异性相吸。带电体总是把相同的电推走，把不同的电拉过来，这种电力作用的范围叫做电场。由于正负电荷的分离，就形成了由爆心向外的电场(图21)。
注①：这种现象在1922～1923年为美国物理学家康普顿和我国物理学家吴有训所发现，因此又叫做“康-吴效应”。
假如核爆炸发生在一个完全均匀的大气里，伽马射线在所有方向上又都是均匀发射的，那么，由电荷分离形成的电场将是径向的，而且是球对称的。即在从爆心向外的一切方向上都有着相同的强度，相反方向的分量彼此完全抵消，因此，就不会有电磁能量从那个电离化了的沉积(源)区中辐射出来(图22)。但是，这样理想的情况实际上是不存在的，不可避免地会有某种情况——在地面或接近地面爆炸、不同高度上空气密度的差别、*弹核**外部结构的不均匀性或*弹核**运载工具的影响，使核爆炸飞出来的伽马射线不可能是完全对称的，这样，就破坏了该电离化区的对称性。对称性破坏后，康普顿电子就以高速度从爆心非对称地飞开。由于其余的对称分量的影响要彼此抵消，所以在适当距离上这种运动似乎成为朝着一定方向的瞬时加速脉冲电流，叫做“净电子电流”或“康普顿电流”(图23)。我们知道，电能生磁，磁也能生电，电和磁是一对形影不离的孪生兄弟，只要有电流，就一定有磁场，反过来，只要有磁场的变化，也一定有一个变化的电场。把这种相互作用产生的电场和磁场扩展到很远的地方去，我们就说它“辐射”出去了。所谓电磁脉冲，实际上就是一种瞬间辐射的变化电场和磁场。
电磁脉冲的作用半径与爆炸方式、当量大小有关。当量在几十万吨以下的地面核爆炸，作用半径约3～8公里，对一百万吨的地面核爆炸来说，可伸展至13公里。超高空爆炸(爆炸高度在100公里以上)，较高频电磁脉冲的作用范围可扩展到从爆心向地球表面观察的切点(即能够看到的地球表面)；较低频电磁脉冲可传播到更远的距离上，因为它能沿着地球的曲率运动。
电磁脉冲的特性
核爆炸电磁脉冲与我们熟悉的雷电、无线电波、雷达波相比，有几个不同的特点：
第一，电场强度高。 它的电场强度非常高，在几公里的范围内，可达每米一万到十万伏，比肇致失明或绝育等生物损伤的大功率雷达波约强一千倍，比无线电波大几百万倍。
第二，上升快，持续时间短。 核电磁脉冲的电场强度可在0.01～ 0.03微秒的时间内上升到最大值，而后在几十微秒内下降并变得非常小，它上升到最大值的时间只有雷电的1%，而持续时间也只有雷电的1%。
第三，频谱非常宽。 核电磁脉冲的频谱从极低频(3～30千周)到极高频(30～300千周)，它包括了大部分现代电子设备的频段，因此对许多电子系统都能起作用。
第四，作用范围广。 核电磁脉冲的作用范围比光辐射、冲击波、早期核辐射大得多，一颗一百万吨当量的低空核爆炸，电磁脉冲的作用距离约为30公里；一千万吨的作用距离可达115公里；五千万吨的作用距离可达190公里。一百万吨当量的核*器武**在300～400公里高空爆炸时，电磁脉冲的作用范围可达2000～3200公里。
电磁脉冲的危害
核爆炸电磁脉冲主要是对电子设备、线路和电子元器件造成功能损坏和工作干扰。
所谓功能损坏，是指电子系统或其中的元器件在电磁脉冲的作用下，受到永久性损伤，不能继续工作。电磁脉冲可使敏感的元器件烧坏。例如晶体管只要千分之一到百分之几焦耳就能烧坏，而电子管要几个焦耳才能烧坏；存储器的存储信息只要10⁻⁹焦耳就能被抹掉。再如电缆，受到电磁脉冲作用后，它的绝缘材料外皮被击穿，造成短路，使整个系统无法继续工作。电磁脉冲还能使安上引爆器的*药炸**爆炸。
工作干扰，是指电子系统或其中的元器件在电磁脉冲的作用下，接收进去的附加信号改变了某些元器件的工作状态。因而引起暂时的工作紊乱。例如，对数字电子计算机产生干扰，引起计算混乱，这样就可能影响各类采用电子计算机的自动控制系统的正常工作。战略系统的工作，停顿几秒钟也是不允许的。暂时干扰能破坏导弹的发射程序和正常运行。
下期预告：(六)貌若尘土的放射性沾染
（1981年，北京，战士出版社）
科学尚未普及，媒体还需努力。感谢阅读，再见。
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