第210章 脉冲波

    华枫关注到今天的天气格外的平静，一点都不像是秋季风起的时候。就好像所有东西都停下来在等什么到来一样，平静到让人心悸的感觉，但眼下他没空对这些莫须有的东西猜测，尽快完学业才能结束这所有坏的结果到来。

    华枫慢慢知道能源系统是粒子束武器各组成部分的动力源，它为武器系统提供动力，可以认为是粒子束武器的“弹药库”。

    对以脉冲形式工作的粒子束武器，一般的发电机，一般的供电方法，是不能满足需要的。要把大量的带电粒子加速到接近光速，并聚集成密集的束流，需有强大脉冲电源。有的资料介绍，要用粒子束流在体上烧熔一个小孔，需要粒子束到达目标时的脉冲功率为1013瓦，脉冲能量为107焦耳。

    按照这种需要计算，假如加速器的效率能达到30的话，即使不考虑传输中的损失，也要求脉冲电源的功率至少为3x1013瓦。这个功率相当于3万个100万千瓦的电站的总功率。也就是说，在同一瞬间（假设为10（5）秒），要求这3万个电站同时向该武器系统提供电力。当然，这是不可能的。

    而截止2013年研究的特种发电机的脉冲功率仅能达到107瓦，离要求相差甚远。看来，就现在的电源水平，根本无法达到那样高的功率要求。因此，必须另辟蹊径，图谋良策，采用新的供电方法。新的供电方法是，在武器工作之前将能量先储存起来，一旦使用，便能在极短时间内释放出巨大的能量，毁伤破坏目标。各国正在加紧研制新的储能设备和新的脉冲电源。

    大气层内的带电粒子束，其特点是粒子束流为电子束流，而不是中性束流。在大气中，它虽有衰减，但可以传导而且宜于使用。在大气层外的真空状态，由于带电粒子之间的斥力，带电粒子束会在短时间内散发殆尽，因此中性粒子（中子）束更适合在外层空间使用。

    粒子束武器一般由粒子加速器、高能脉冲电源、目标识别与跟踪系统、粒子束精确瞄准定位系统和指挥控制系统等组成。

    加速器是粒子束武器的核心，用来产生高能粒子，并聚集成密集的束流，加速到使它能够破坏目标。目标识别与跟踪系统主要由搜索跟踪雷达、红外探测装置及微波摄像机组成。探测系统发现目标后，目标信号经数据处理装置和超高速计算机处理后，进入指挥控制系统，根据指令，定位系统跟踪并瞄准目标，同时修正地球磁场等的影响，使粒子束瞄准目标将要被击毁的位置，然后启动加速器，将粒子束发射出去。

    一般使用线性铁氧体磁场感应加速器来产生高速电子束，绝对速度为每秒30万公里。俄美研制的地基粒子加速器均为质子加速器，其基本原理是首先把电子束发生器产生的电子进行加速，然后在高频振荡装置上振动，再在离子发生装置上把进来的质子用电子包围起来，使其进入离子加速装置进行加速，质子因接收能量而加速。在接近出口时，把电子去掉，利用磁场使之变成尖锐的高能定向束流，随后把质子束向空间发射出去。

    利用对原子进行加速的方法，制造出中性粒子，然后聚集成尖锐的高能定向束流，以接近光速的速度发射出去，击毁目标或使其失效。

    美国研究产生中性粒子的方案是将负离子在加速器中加速并聚集，在加速器的出口处去掉多余的电子，变成中性氢原子束发射出去，并且要求这一过程确保氢原子束的质量和能量。

    中性粒子束武器要进入作战使用，必须有一定数量的卫星进行早期预警和探测。预警卫星将探测目标的数据送往地面站，需要特定卫星网和惯性导航系统来实时测定卫星和目标的位置，以及在卫星的任何方向上都能瞄准目标的姿态控制系统。

    粒子束武器的破坏机理是动能杀伤和γ、x射线破坏。粒子束不受云、雾、烟等自然环境和目标反射的影响，也不会因目标被遮蔽或受到干扰而失效，其天候和抗干扰性能较好。粒子束直接穿入目标深处，不需要维持一定时间的照射，有利于连续攻击多个目标。即使粒子束没有直接命中目标，也会在目标周围产生γ、x射线，造成第二种伤害和破坏。

    地基粒子束武器要解决在大气层中的传输距离问题，中性粒子束散焦度低，要产生达到破坏未来加固目标所需要的1020～1021j/sr的亮度非常困难。由于中性粒子束不能穿越大气层，因此只能装在卫星上，所以减小加速器尺寸和重量就成为另一难题。另外还要研究中性粒子破坏目标内部设备的机理。

    地基粒子束武器要从地面发射粒子束，需要有足够的射程。天基粒子束武器要在外层空间作战，在监视和跟踪系统方面，对传感器要求极高，而且需要适合于部署在空间的尺寸和重量。20世纪80年代前苏联在哈萨克斯坦的萨雷沙甘建设的粒子束加速器占地约四个足球场大小，美国的粒子加速器也有一幢楼那么大，因此天基部署难以实现。

    粒子束武器的原理并不复杂，但要进入实战难度非常大。首先是能源问题。粒子束武器必须要有强大的脉冲电源。要在壳体上烧个小孔，粒子束到达目标的脉冲功率须达到1013w，能量为107j。假设粒子加速器的效率为30，即使不考虑粒子束在传输中的能量损失，加速器脉冲电源功率也至少要达到3x1013w，而在研的最先进的脉冲电源的功率只有107w。中性粒子束武器实用化最关键的脉冲电源功率技术是连续波甚高频（vhf）射频源。

    粒子束武器的投射物速度接近光速，可以迅速射击目标，也能灵活调整射击方向，又可同时拦截多批多个目标。只要能源供应充足，能连续战斗。此外，粒子束武器不受气象条件的限制，未来战争中，它是称职的卫士，也是超级杀手。

    粒子束武器的研制难度比激光武器大，但作为天基武器比激光武器更有前途。其主要优点是

    （1）不用光学器件（如反射镜）；

    （2）产生粒子束的加速器非常坚固，而且加速器和磁铁不受强辐射的影响；

    （3）粒子束在单位立体角内向目标传输的能量比激光大，而且能贯穿到目标深处。

    粒子束武器的缺点主要有

    （1）带电粒子在大气层中传输时，由于带电粒子与空气分子的不断碰撞，粒子束的能量衰减非常快；

    （2）带电粒子在大气中传输时散焦，因此在空气中使用的粒子束，只能打击近距离目标，而中性粒子束在外层空间传输时也有扩散；

    （3）受地球大气层空气折射的影响，会使光束弯曲，从而偏离原来的方向。

    （4）需要大量的能量支持运作。

    1975年以来，g预警卫星多次发现大气层上有大量带有氚的气体氢，认为可能是发射带电粒子束造成的。1976年，美国预警卫星探测到前苏联在哈萨克斯坦的沙漠地带进行了产生带电粒子束的核聚变型脉冲电磁流体发动机的试验。对粒子束武器的研究，前苏联是从1974年开始的，美国是从1978年开始的，20世纪80年代中期开始在实验室进行理论验证。

    20世纪70年代中期以来，前苏联在电离层和大气层外的宇宙系列卫星、载人飞船和礼炮号空间站上进行了8次带电粒子束传导方法试验；在列宁格勒地区进行过粒子束武器的地上试验，试验装置有线性电磁感应加速器、γ射线仪器、x射线仪器、磁力存储器和多频道超高压开关等，而且进行过带电粒子束对洲际弹道、宇宙飞船以及固体燃料目标的照射试验。

    1978年，前苏联在东德制造了使用1000gev质子加速技术的05v、80j、16层7列的粒子束产生装置。

    g海军在20世纪70年代建立了开发粒子束武器的跷板计划，研究用带电粒子束拦截的核弹头。他们在1981年设立了定向能技术局来开发粒子束武器和激光武器，从1981财年开始实施预算额为315亿美元的5年开发计划。

    粒子束作为武器使用时必须兼备大电流和高能量以及数兆瓦的能源，它要在现有的基础上，功率增加几千倍，甚至几万倍。粒子束击中目标后，放出电子，质子直穿而入，待能量耗尽后停止。100v的中性氚束对各种物质的垂直穿透深度为固体推进剂95，铅33，铝08。

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