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電磁脈衝(Electromagnetic
Pulse, 簡稱EMP),指的是一種由爆炸(特別是核爆炸)、閃電、太陽黑子、導管效應或電器火花等狀況下產生的電磁輻射、或者由於康普頓散射或光子散射產生與光電子產生的劇烈變化的交變電磁場,作用於電子材料、爆破設備或周圍媒介的電磁衝擊波,即稱為EMP。 核爆(大部分)或其他原因所產生之密集γ射線(光子)會以光速由爆點向四週輻射,和空氣中的氧、氮原子相撞擊,而使氧和氮上的電子擺脫原子的束縛而放出,大量的電子與地磁場相互作用,造成不斷變化的電流,進而產生極強的磁場(就是所謂的電磁脈衝)。 這個電磁場會對用電設備或電子設備發生「耦合」,先形成強大的瞬間電流,繼而電磁場在與裝備相連的電線或電纜線上形成電駐波。瞬間電流或電駐波攻擊與暴露的電線或電纜線相連的裝備,將破壞毫無防護的電力供應裝備與通信聯絡系統。如果瞬間侵入到裝備內部,還可以造成對其他內部裝置的毀損。 由於它能在極短時間內,以電磁波的形式,將強大能量由爆點傳至遠處,且在行進過程中,會對電子、資訊、纜線等設施產生熱毀效應。 但電磁脈衝對人體幾乎沒有直接傷害,而專以電子系統為摧毀對像,以癱瘓敵指揮、管制、通信、電腦、情報及監偵系統為目的,衡量未來高科技戰爭,各種科技武器,均提升具備搞電磁沖之能力,以先行奪取「制電磁權」,進而主導戰場優勢。 |
▲γ射線撞擊原子使電子放射
▲核爆引發電磁脈衝示意圖 |
▲電磁脈衝的原理
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電磁脈衝破壞步驟: 1.由於爆炸產生的電子造成電場變化,產生電流 2.強大的瞬間電流在電線上形成電駐波 3.導線上的電流超過負荷產生熱毀效應 |
1930年代,義大利物理學家費米曾預言,伴隨原子彈的爆炸,將有電磁場的產生,但當時對於原子彈的研究,著重於爆炸威力與技術,故電磁場的產生並未受到重視。
1958年美國在太平洋上空進行氫彈實驗,核爆所產生的電磁脈衝造成夏威夷群島的路燈全部熄滅,無線電導航系統中斷,甚至澳洲也受到影響。直到1961~1962年間,蘇聯及美國相繼進行多次的高空核爆試驗,產生驚人的電磁脈衝現象,才開始對電磁脈衝產生重視。 |
▲誕生於核子雲中的電磁脈衝 |
1962年7月,美國在夏威夷西南1,278公里太平洋中的約翰斯頓島上空400公里處,引爆了一枚名叫「海盤車」的核子彈(威力相當於140萬噸黃色炸藥)。當核子彈引爆發出閃光後不到2秒的時間,強大的核電磁脈衝使距離爆炸中心1,300公里遠處,夏威夷群島上大約300盞的路燈在閃了幾閃後熄滅,而檀香山市內數百個防盜警報器也一起長鳴,許多輸電線的斷路開關短路。與此同時,距爆心投影點1300公里的夏威夷群島上,美軍的電子通信監視指揮系統也全部失靈
同能量的電磁脈衝波影響的範圍,是依其炸點高度不同而異,如在美國內布拉斯加州附近上空90公里處,引爆一枚核子武器,其電磁脈衝的威力將涵蓋半個美國,若炸點提升為200公里高空,則除了全美國外,部份的墨西哥及加拿大也會受影響;如以中國大陸為例,若於蘭州上空400公里高空處,引爆一枚100萬噸級核子武器,則全大陸將為電磁脈衝波所涵蓋。 是什麼原因導致了災難的發生呢?美軍調查小組事後發現,“元兇”原來是核爆試驗產生的高能電磁脈衝。這一偶然的發現,激起了美軍將高能微波武器用於戰場的興趣。特別是近20多年來,電磁脈衝武器的研發和運用正呈加速的趨勢。
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電磁脈衝的產生
電磁脈衝(EMP)的主要來源可以分成三大類
電磁脈衝的特性 |
▲電磁脈衝的爆炸範圍 |
3.頻率範圍廣:
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