[科普中国]-电子脉冲

电子脉冲由核爆炸和非核电磁脉冲弹（高功率微波弹）爆炸而产生。核爆炸产生的电磁脉冲称为核电磁脉冲，任何在地面以上爆炸的核武器都会产生电磁脉冲，能量大约占核爆炸总能量的百万分之一，频率从几百赫到几兆赫。非核电磁脉冲弹则利用炸药爆炸或化学燃料燃烧产生的能量，通过微波器件转换成高功率微波辐射能，能发射峰值功率在吉瓦以上、频率为1吉赫～300吉赫的脉冲微波束，在裸露的导电体（例如裸露的电线、印刷电路板的印制线）上急剧产生数千伏的瞬变电压，对大量电子设备造成无法挽回的损坏。

电子脉冲防护电子脉冲防护方法与雷电防护方法基本相同。用9.5毫米厚钢板或4毫米厚铜板做成的屏蔽罩，可以提供很高的总体屏蔽效能。但是，这种屏蔽会由于存在检修门和供电缆、连接器、开关等使用的小孔而减弱，这样就必须用衬垫密封孔隙。如果必须开孔通气，则应使用各种屏蔽栅（如蜂窝状隔板、多孔金属板和金属丝网屏栅）把大孔分成许多小孔，孔与孔之间相交的地方必须熔合，以便确保最佳的屏蔽效果。电缆必须使用整体防护材料，最好的电缆防护材料是管道之类的导电固体材料。在协助降低易损性方面，合适的接地线路也很重要。若数据传输率低，可采用滤波方法抑制瞬时效应。若只靠滤波不足以把电子脉冲降到安全水平，则需使用防护性抑制器，例如齐纳二极管。

当前，国外指挥通信系统防电子脉冲的具体方法主要有：选取最佳元器件；使用不易受电子脉冲影响的元件，如电子管等；在连接器上安装滤波器；使用外部防护元器件保护预先包装的电路（如集成电路）；使用引线防护装置；使用分离滤波器，将耦合频率限制在很窄的频带内；采用自动增益控制与增益限制技术；使用特种滤波器；使用电路隔离技术隔离电瞬变现象；屏蔽和接地；重新设计分系统；探测由于电子脉冲干扰而出现的数据错误，并拒绝这些数据。1

电子脉冲影响核爆炸在空间产生的瞬变电子场就是核电子脉冲。核电子脉冲比雷电的电子场强度要大几百倍。频率宽，几乎包括所有长短波，危害范围广，覆盖半径可达数百到上千公里，对无线通信威胁最大。1962年7月8日，美国在约翰斯顿岛上空400公里处进行核试验，结果在距离暴心1300多公里的夏威夷岛上，几百个防盗铃误响，几十条街道的路灯故障，短波通信中断，雷达屏幕亮点故障，供电系统保险丝烧断，电器元件烧坏，绝缘被击穿，电子系统储存冲掉，程序混乱，无线控制设备停机，警报信息控制失灵等。以上情况也都是居民在生活中可以感知的核电子脉冲的危害。在未来战争初期，敌人可能采取高空核爆炸，在造成较少人员伤亡的情况下，严重破坏被袭击方电器通信设备功能，造成信息混乱，因此，居民对防电子脉冲要有足够的心理准备。 笔者认为 地震时不会发生电子脉冲

但在1958年，美国的原子武器专家就在太平洋上空进行了氢弹爆炸试验。这次爆炸，瞬间释放出了大量的电子脉冲，从而引起一场惊人的“电子海啸”，使方圆数百公里内的电讯设备全部瘫痪。夏威夷大街上的路灯一齐熄灭，海上无线电通讯中断了整整18个小时，甚至远在澳大利亚的船只通讯都受到了波及。从那时起，军事专家们意识到电子脉冲所能产生的巨大破坏力。1

电子脉冲应用俄库尔恰托夫研究所国家科学中心主任维利霍夫提出，利用磁流体动力发生器产生的强电子脉冲对可能发生地震的区域进行作用，可以降低地震强度，减少地震造成的损失。

以著名核物理学家维利霍夫院士为学科带头人的该科研小组是在研究了地壳上层（15米深范围）小型地震源周围的状况后得出上述结论的。该科研小组认为，所有地震都有明显的前期准备周期，在这一段时间里，地壳表面开始出现小小的裂缝和碎裂，地壳中产生的构造压力使岩石出现移动变形，地下水开始渗透到所有的裂缝中，而震源区裂缝中的水的移动将伴随地震的产生，地下的这些变化可以通过现代电子技术设备记录下来。

科研人员研究发现，即使很少的水渗透到被电子作用下的裂缝中也能引起地震，因此，通过磁流体动力发生器产生的强电子脉冲，可以将地震震源的水带入运动状态，使大地震源分散成一些比较小的地震源，改变地震在时间和空间上的分布，从而降低地震强度，减少地震造成的损失。据悉，俄科研人员已在许多实验场上成功地进行了多次这样的实验。2

电子脉冲武器电子脉冲武器是依靠人工技术产生的电子脉冲，在特定地区或目标周围空间造成瞬间的破坏性电子环境，致使敌方的电子设备遭到破坏或干扰，从而达成战役、战术目的的新概念武器。

国防科技大学军事专家石海明副教授对科技日报记者表示：“电子脉冲武器主要利用短时间强大的电子场来破坏对方的电子电路、雷达、通信指挥系统。凭借‘不损一砖一瓦，不伤一兵一卒，却能制敌于无形’的神奇威力，电子脉冲武器逐渐成为改变战争规则的新概念武器之一，可以对电子信息系统、指挥控制系统和网络信息系统产生巨大威胁，号称信息时代的‘第二原子弹’。如果人在电子脉冲发生时接近受影响的电子设备，则可能因为瞬间产生的超高电压而灼伤、休克，甚至死亡。”

“现代战争中，各种军用电子辐射体如雷达、通信、导航等辐射源的功率也越来越大，数量成倍增加，频谱也越来越宽，再加上高功率微波武器等定向能武器和电子脉冲弹及超宽带、强电子辐射干扰机的出现，使战场的电子环境变得异常复杂。这就给了电子脉冲武器巨大的用武之地。”石海明表示。

他介绍，电子脉冲武器主要包括核电子脉冲弹和非核电子脉冲弹。核电子脉冲弹是一种以增强电子脉冲效应为主要特征的新型核武器。为了避免核爆炸带来的污染，人类又开发出非核电子脉冲弹，即利用常规炸药爆炸压缩磁通量的方法产生高功率微波的电子脉冲武器。而非核电子脉冲弹使得电子脉冲武器的使用范围更加广泛。

早在1991年海湾战争期间，美军就使用了电子脉冲武器。美军利用一枚配备非核电子脉冲弹头的战斧巡航导弹，破坏了伊军的防空雷达，伊拉克军队的防空高射炮只能对着空中盲目扫射。

而2003年伊拉克战争中，美军又使用电磁脉冲炸弹轰炸伊拉克，造成巴格达地区大面积停电，伊拉克国家电视台信号中断，雷达、电脑、媒体和通信设施陷入瘫痪。3

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何星 - 副教授 - 上海交通大学