EMP彈在高空爆炸後釋放出極強的γ射線進入密度不均勻的大氣層，使空氣發生電離後產生的電子以光速離開爆心，使爆心周圍聚集了大量正離子形成強電磁場，電磁場高速向外輻射就產生了強電磁脈衝。強電磁脈衝作用到電子系統、電子設備、通信系統中可產生很高的瞬時電壓和電流，從而造成毀壞或瞬時干擾。
核彈頭經過改造“剪裁”，可使爆後總能量的40%轉換成電磁脈衝。製造核電磁脈衝彈的方法之一是在中子彈周圍包一層材料，該材料的原子核與中子相互作用瞬間釋放出高能γ射線。
基本介紹
- 中文名：核電磁脈衝彈
- 外文名：Nuclear Electromagnetic Pulse
- 物質：電磁波
- 殺傷性：極強，極高
- 產生源：高空核爆炸
簡介,特點,作用範圍大,電場強度高,影響頻譜寬,誕生,發展,效果,防禦,
簡介
在大氣層外高空核爆炸時，由於沒有空氣，就不能產生衝擊波，也不能生成熱輻射，而放射性塵屑又隨距離平方而減弱，電磁脈衝幾乎成了唯一的核爆炸效應。
特點
作用範圍大
EMP彈的特點一是作用範圍大。一枚100萬噸當量的EMP在距地面400米高空爆炸時，破壞半徑可達到2 200千米，尤其是它“無孔不入”：可通過管道、鐵軌、孔隙、電纜、接線柱、天線等進入設備內部。1962年6月9日，美國在太平洋強斯頓環礁上空500米爆炸了一顆140萬噸當量核彈頭，使1 280千米之外的夏威夷瓦胡島上大面積停電、電話中斷、收音機不響、各種電子儀器故障……後經專家研究才發現罪魁禍首是核電磁脈衝。
電場強度高
二是電場強度高，可在大範圍內產生強電場。據美國專家估算，如果在美國中部城市聖路易斯上空402～483米處爆炸一枚400萬噸當量核彈，將在全美國大陸及北美大陸主要部分（殃及加拿大）上空產生每米5萬伏場強，將使未經採取“加固”措施的通信、交通、國防、金融、公用設施的設備嚴重受損，其破壞方式主要是燒毀損壞電子設備和線路。
影響頻譜寬
三是影響頻譜寬。核電磁脈衝覆蓋了軍用和民用通信系統大部分頻譜，並很容易通過各種輸入端進入電子系統。
誕生
1961年10月31日，蘇聯在新地島上空4000米處進行空爆核試驗，不料氫彈不僅毀滅爆心附近的一切，還對數千千米範圍內的電子系統產生衝擊，蘇軍地面的防空雷達被燒壞，無法探測空中的飛行目標；數千千米長的通訊中斷，部隊1個多小時處於無法指揮狀態。無獨有偶，1963年7月9日，美國在太平洋的強斯頓環礁上空4千米處進行空爆核試驗後，距強斯頓環礁1400千米之遙的檀香山卻陷入一片混亂。防盜報警器響個不停，街燈熄滅，動力設備上的繼電器一個個被燒毀……
當時人們並不能解開這個謎。後來經過幾年的研究，才發現這是氫彈爆炸所產生的電磁脈衝造成的惡果。核子彈爆炸會產生衝擊波、光輻射、早期核輻射和放射性污染四種效應，而氫彈爆炸又增加了另一種效應，即電磁脈衝。
氫彈爆炸時，早期核輻射中的α射線會與周圍介質中的分子、原子相互作用，激發並產生高速運動的電子（康普頓效應），大量高速運動的電子形成很強的電場。在爆心幾千米範圍內電場強度可達到每米幾千伏到幾萬伏，並以光速向四周傳播。它的作用範圍隨著爆高的增加而擴大。當量1000萬噸的氫彈如在4千米高空爆炸，可影響整個歐洲。
美國軍事專家看到了這種由核爆炸產生的瞬時電磁脈衝的軍事價值，開始不遺餘力地研究如何增強核爆炸時產生的電磁脈衝效應而抑制其他幾種效應，他們把這種能產生強大電磁脈衝的武器稱為電磁脈衝彈。
發展
人類研製電磁脈衝武器起始於20世紀70年代，至20世紀90年代進入實用化階段。
·美國“第二核子彈”
1985年，美國在制定“戰略防禦倡議”計畫時，把高功率微波武器列為其空間武器的主攻項目，重點研究其殺傷機理。1987年，美國國防部提出“平衡技術倡議”計畫，高功率微波武器是其五大關鍵技術之一。
1991年海灣戰爭期間，美軍在E-8“聯合星”飛機攜帶和使用電磁脈衝武器。美國和俄羅斯小型化電磁干擾機，可被常規兵器投擲到敵方，不僅可損傷敵方指揮控制系統，而且直接影響精確制導武器和信息化單兵的作戰效能。1992年7月，美國國會總審計局向眾議院軍事委員會提交《國防基礎技術、軍用特殊技術依賴外國帶來的風險》報告，提出未來先進武器最關鍵的6項技術，其中包括高功率微波武器。美國海陸空三軍還分別制定了高功率微波武器發展計畫。
1993年，美國進行了代號為“豎琴”的電磁脈衝武器實驗，天線群向電離層發射電磁脈衝，阻斷通信和摧毀來襲飛彈。1996年，美國一國家實驗室研製出手提箱大小的高能電磁脈衝武器，以及可裝備在巡航飛彈上的電磁脈衝武器，其有效作戰半徑達10公里。
1998年，俄羅斯發明了重8公斤的小型強電流電子加速器，爆炸時發出X射線、高功率微波，可破壞電子設備。
1999年3月，美國在對南聯盟的轟炸中，使用了尚在試驗中的微波武器，造成南聯盟部分地區通信設施癱瘓3個多小時。伊拉克戰爭中，美軍於2003年3月26日，用電磁脈衝彈空襲伊拉克國家電視台，造成其轉播信號中斷。
除俄羅斯和美國外，英、法、德、日等國家，也都在進行高功率微波武器的開發。有國際軍事專家分析認為，海灣戰爭中，伊拉克之所以被動挨打，重要原因是指揮控制系統和防空設施遭到破壞，喪失電磁環境控制權。
效果
電磁脈衝，是短暫瞬變的電磁現象，它以空間輻射傳播形式，透過電磁波，可對電子、信息、電力、光電、微波等設施造成破壞，可使電子設備半導體絕緣層或積體電路燒毀，甚至設備失效或永久損壞。
1. 強大的電磁脈衝建立的瞬間電場，使通訊系統內部電場重新分布, 形成電涌電壓, 對通訊信號系統造成損壞。
2. 通訊系統內部電場瞬間重新分布形成涌流, 對通訊信號系統造成損壞。
3. 強大的電磁場，穿過通訊系統內部電路，產生感生電流，造成通訊信號差模干擾，損壞系統。
4. 強大的電磁脈衝中豐富的頻譜，微電子器件極易產生諧振發熱損壞。
見過核子彈爆炸的人很少，但是，幾乎人人都見過“第二核子彈”爆炸。這種爆炸就是自然界的雷電和靜電現象。雷電、靜電形成的電磁輻射和太陽、星際的電磁輻射以及地球磁場和大氣中的電磁場，所產生的爆炸只是有大小區別，其原理都是一致的。此外，“第二核子彈”的爆炸還有人為現象，就是人為產生電磁輻射源的電磁輻射。
隨著科學技術的發展，全社會電氣設備大量普及，如電視發射台、廣播發射台、無線電台站、航空導航系統、雷達系統、移動通信系統、高電壓送變電系統、大電流工頻設備和輕軌、幹線電氣化鐵路系統等。總之，一切以電磁能套用進行工作的工業、科學、醫療、軍用的電磁輻射設備，以及電火花點燃內燃機為動力的機器、車輛、船舶、家用電器、辦公設備、電動工具等，都會產生不同頻率、不同強度的電磁輻射。其中，大部分是電磁脈衝輻射。
現代戰場的電磁環境是各種電磁能量共同作用的複合環境，既有自然電磁干擾源，如雷電、靜電等，又有強烈的人為干擾源，如各種功率的雷達、無線電通信、導航、計算機以及與之對抗的電子戰設備、新概念電磁武器等。因此，戰場電磁環境比平時要複雜得多，高技術條件下的戰場電磁環境效應主要由各類電磁脈衝場構成。
如此說來，沒有蘑菇雲的人類巨災——電磁脈衝災害，有自然的和人為的兩大類。和平時期，各種自然和人為的電磁脈衝危害時時發生。全球每年因雷電電磁脈衝導致信息系統癱瘓等事故頻繁發生，從衛星通信、導航、計算機網路乃至家用電器都會受到雷電災害的嚴重威脅。僅上海市1999年由於雷電所造成的損失就超過2億元。
核電磁脈衝是核爆炸產生的強電磁輻射，核電磁脈衝的破壞力十分巨大。一些國家的核試驗中，核電磁脈衝能量侵入電子、電力系統，燒斷電纜、燒壞電子設備的事例也屢見不鮮。高空核爆炸產生的電磁脈衝危害，比地面和地下核爆炸更大，核電磁脈衝強度大、覆蓋區域廣。
由於大氣的衰減作用，高空核爆炸產生的熱、衝擊波、輻射等效應，對地面設施的危害範圍都不如電磁脈衝效應大，100萬噸當量的核武器在高空爆炸時，總能量中約萬分之三以電磁脈衝的形式輻射出去。隨著核技術的發展，已開發國家已研製出核電磁脈衝彈，增強了電磁脈衝效應，而削弱了衝擊波、核輻射效應，電磁脈衝的破壞力明顯增大。
防禦
核電磁脈衝彈的打擊目標與傳統核子彈有很大不同。它的攻擊目標有三類：一是軍用和民用電子通信和金融中心，如指揮部、軍艦、通信大樓和政府要地等；二是防空預警系統；三是各類飛彈和飛彈防護系統。
美國和前蘇聯在研究和發展電磁脈衝武器時，都十分重視武器裝備電磁環境效應和防護加固技術的研究。1979年，美國總統卡特發布命令，強調核電磁脈衝的嚴重威脅，要求每開發一種武器，必須考慮電磁脈衝防護能力。為此，美國在新墨西哥州科特蘭、亞利桑那州等地，建立了十餘座電磁脈衝場模擬器。近幾年，台灣軍方在強化電子戰攻擊能力時，重視電磁脈衝防護研究。據台灣媒體披露，台“國防部”於2001年，投資7．8億元新台幣，用於“電子戰及資訊戰裝備”規劃，其中包括“資安計畫”與“脈護計畫”。“脈護計畫”主要針對來自對手的電磁脈衝武器“硬殺傷”，防護台軍重要軍事設施、戰略民用設施和“政府”重點建築設施等。
據台灣軍方的一位權威人士透露，目前，台灣“脈護計畫”正在衡山指揮所緊鑼密鼓地進行。其計畫由反制脈衝效應、電子反制防護網等7部分組成，以防範電磁脈衝武器攻擊，維持計算機網路運轉，保護計算機作戰指揮系統的暢通及資料庫的安全。負責這一計畫的“中山科學研究院”主管官員稱，“脈護計畫”實現後，台軍方作戰指揮系統等於“戴上了一頂防電磁干擾的防護帽”。
從20世紀60年代起，一些國家開始核電磁脈衝特性研究，陸續取得一定進展。但是，對電磁防護的研究，基本都停留在電磁兼容範疇內，未重視電磁脈衝防護。至今，這些國家的絕大多數軍用、民用電子設備未採取電磁脈衝防護措施，有的甚至無任何強制性出廠檢驗標準和設施，其整體水平至少落後美國和俄羅斯20年左右。
這意味著，這些國家在軍事強國的電磁脈衝武器的打擊面前，早已敞開了胸膛。一旦這些國家的政府機構、金融中心、通信網路、廣播電視等事關國計民生的重要系統和軍事設施，受到強電磁脈衝打擊時，不可避免地出現大範圍癱瘓或損壞，國民經濟和社會秩序難以正常運行。
