核爆炸探測

核爆炸探測是判明核爆炸的發生，並獲取其 爆炸的性質、時間、位置、當量和爆炸方式等信息，對核爆炸的直接和間接效應所進行的探測。

隨著洲際彈道飛彈的發展，使世界任何一個角落都處於核武器的襲擊範圍之內。為了及早發現遭受核襲擊的危險性，不少國家都設有早期預警系統，在預警系統中即設有探測核爆炸的裝置。

基本介紹

• 中文名：核爆炸探測
• 外文名：nuclear explosion
• 分類：近區探測和遠區探測
• 方法：次聲波、電磁脈衝、地震波探測法

概念

核爆炸在產生強烈的衝擊波、光輻射、早期核輻射、放射性沾染和電磁脈衝的同時，所伴隨產生的次聲波、地震波和地磁擾動等物理現象，可作為探測核爆炸的信息源。核爆炸探測，可分為近區探測（距爆心幾十千米至1000千米）和遠區探測（距爆心1000千米以外）。近區探測，由於距離近，信號強，特徵明顯，信噪比高，因而易於識別和接收。遠區探測，由於距離遠，傳播中受到介質擾動和不均勻性吸收等因素的影響，使信息畸變，強度減弱，信噪比降低，因而識別和接收都比較困難。

自20世紀50年代以後，有關各國研究和採用的核爆炸探測方法有：次聲波、電磁脈衝、地震波和放射性同位素等探測法。這些方法各有所長，可互為補充，互相驗證。用計算機對探測的信息進行綜合分析處理，可大大提高核爆炸探測工作的效率和準確性。核爆炸探測除在地面進行外，還可利用飛機和人造地球衛星等太空飛行器在空中進行。空中探測具有可視距離遠、背景干擾小等優點。特別是利用人造地球衛星對核爆炸進行空中攝影、測量γ射線和核爆光輻射特徵等，以獲取核爆炸參數，日益受到一些國家的重視。

主要方法

次聲波探測法

通過測定次聲波探測核爆炸。大氣層核心爆炸是一個巨大的脈衝聲源，典型的大氣層核心爆炸約有50%的能量轉化為衝擊波，它在傳播過程中又蛻變為次聲波，傳播速度約1200公里/小時，周期約為零點幾秒至幾百秒。一次核爆炸的次聲波波群持續時間可達幾十分鐘。核爆炸次聲波的干擾源有火山爆發、流星爆炸、大型化學爆炸和颶風等，其中主要是颶風的干擾。利用微氣壓計可記錄到核爆炸次聲波信息，以其波形特徵可反映核爆炸的多種參數；採用合適的布站，可定出爆點的位置。次聲波的波形穩定，傳播距離遠，易於識別和接收，探測設備簡單可靠。這種探測法的缺點是反應速度慢。

電磁脈衝探測法

通過接收電磁脈衝波來探測核爆炸。一次中等威力的空中或地（水）面核爆炸，爆區的電磁脈衝場強約達105伏/米,依爆炸方式不同而有差異。地面核爆炸時場強最大，距地面4～7公里空中核爆炸時場強最小，再向上又接近地面核爆炸時的場強。核爆炸電磁脈衝波的頻譜較寬，從幾赫至幾百兆赫；波形持續時間約數百微秒。由於大地-電離層的濾波作用,在遠區，頻譜集中在100千赫以下,主頻譜分布在10～30千赫之間。主要干擾是自然閃電，給探測工作帶來一定困難。利用專用接收設備和適當的布站，可獲取核爆炸電磁脈衝波形和爆點位置等項參數。這種探測法反應迅速，解析度高。

地震波探測法

通過接收地震波來探測核爆炸。核爆炸時所產生的衝擊波有一部分能量轉化為地震波，以彈性波的形式向外傳播。水下核爆炸轉化為地震波的能量最大，地下核爆炸次之，地面和空中核爆炸最小。地震波在大多數岩石中傳播的速度約6公里/秒,周期在20秒左右。主要干擾是自然地震。利用拾震器和記錄儀組成探測站，可收到核爆炸地震波信號，單站即可確定核爆炸位置。這種探測法對地（水）下核爆炸敏感，是探測地（水）下核爆炸的主要方法。但是對站陣選址的要求較為嚴格。

放射性同位素探測法

通過收集放射性碎片進行化學分析來探測核爆炸。核爆炸時產生大量的多种放射性同位素,隨爆炸煙雲上升，飄散在空中,降落到地面。利用專用儀器在空中或地面取樣和進行化學分析，可獲取核爆炸和核裝料的某些參數。這種方法對探測核爆炸的發生可信度高，提供信息較多，但受氣象條件影響較大，取樣所需時間較長。

其他

核爆炸探測除在地面進行外，還可利用飛機和人造衛星等太空飛行器（見軍用太空飛行器）在空中進行。空中探測具有可視距離遠、背景干擾小等優點。特別是利用人造衛星對核爆炸進行空中攝影、測量γ射線和核爆光輻射特徵等，以獲取核爆炸參數，日益受到一些國家的重視。

探測系統

軍用探測系統

系指為了特定的軍事需要而設制的核爆炸探測系統，其探測距離較遠，一般使用於軍、師範圍內，大都要求自動化和機動化。
70年代，美國通用電氣公司為適應戰術核作戰條件下的需要，依據電磁脈衝、光輻射和地震波法設定了能同時自動探測核爆炸四個參數(當量、距離、方位、炸高)的核爆炸探測和定位系統。系統重35公斤，最大探測距離20 0公里，誤報率每年小於1。同年代，法國的森特拉公司也為武裝部隊研製了一種核爆炸探測箇中心處理站和8個探測站所組成。每個探測站均可測出爆時、當量及有無落灰等數據，最後將結果傳送到中央處理站。一旦通信被破壞，每個探測站均可貯存50次以內的核爆炸信息，並當通信恢復時將存貯的信息傳送出去。一名探測員位於中央處理站，即可利用顯示終端確定系統的工作狀態，並啟動探測站進行工作。

另據美國陸軍1981-1984財年研究計畫綱要報導。美軍正在研製GEONDS地面核電磁脈衝和光學法核爆炸探測系統。該項計畫於19 82財年開始，預計於1986財年完成。採用此類系統可向軍、師司令部自動提供有關核爆炸當量、方位及有無落灰沉降等參數據。

民防監測系統

系指為了民防的需要而設定的核監測報知網，其監測報替手段主要是簡易核爆炸觀測器材和通信器材等。一些技術已開發國家，如美、蘇、聯邦德國、英、法、加拿大等都已建立起了相當完善的監測報替體系，在體系中包括有數量眾多、分布廣泛的報警哨和觀測哨。在發生核襲擊時，它們可以及時發出報警信號，並通過有線、無線通信和電視轉播系統向各民防部門報警。

例如，美國的全國民防報替體系中包括科羅拉多。斯普林斯和沃爾尼兩個國家報警中心。此外，還設有數量眾多的報警哨。其中設在民防區的有10個，設在各州的有50個，設在有關國家機構中的有20 00多個。報警中心和報警哨採取晝夜值班工作制。為了能將通告轉達給居民，美國廣泛採用無線電和電視轉播系統，該系統大約包括3000多個無線電台和電視台。

蘇聯和東歐各國也通過相應的行政組織系統組織報警勤務。在蘇聯，國內廣泛建立的觀察哨，觀察哨通常由目標、地區和城市民防指揮部，以及民防勤務部門或軍事分隊派遣。觀察哨的重要設備之一就是用來快速標定核爆炸方位用的成套工具，其中包括方位標圖板、量角器，指北針以及照明裝置等。