EVA军事物理知识——阳(正)电子炮 VS 加粒子


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加粒子砲/荷粒子炮——EVA自创词


加粒子砲


第五使徒ラミエルが攻撃の際に使用。荷電粒子を加速及び集束させた強力な熱エネルギーをビーム兵器に使用している。目標を分子レベルで加熱融解させる。


「加粒子炮」(荷粒子炮)是指, 把带电粒子反复加速,集中,以产生强大能量来破坏目标的武器


粒子束武器


当今世界,武器的发展已经进入原子和分子世界,核武器就是应用了原子理论。原子物质中央的质子带正电,电子带负电,中子是中性的。被称为粒子的物质是指电子、质子、中子和其它带正、负电的离子。粒子只有被加速到光速才能作为武器使用。这些粒子束发射到空间,可熔化或破坏目标,而且在命中目标后,还会发生二次磁场作用,对目标进行破坏。


粒子束武器的基本原理


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。粒子束武器结构见图1所示。

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。

1.带电粒子束加速器

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。

2.中性粒子加速器

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。


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,其全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,有利于攻击多目标。如果粒子束没有直接命中目标,则会在目标周围产生γ、X射线,造成第二种伤害和破坏。粒子束的毁伤作用表现在: (1)使目标结构汽化或熔化; (2) 提前引爆弹头中的引信或破坏弹头的热核材料;(3)使目标中的电子设备失效或被破坏。

粒子束既可实施直接穿透目标的“硬杀伤”,也能实施局部失效的“软杀伤”。带电粒子束对目标的穿透能力极强,能量集中,脉冲发射率高,能快速改变发射方向。中性粒子束还可对目标周围产生的中子、γ、X射线进行遥测,实现对目标的识别。

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,能量衰减非常快,而中性粒子不能在大气中传播;(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)受地球磁场的影响,会使光束弯曲,从而偏离原来的方向。


粒子束武器研制的技术难题:


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。要在导弹壳体上烧个小孔,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3×1013W,而目前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。

正因为存在上述一系列技术难题,尽管俄美都在积极研究粒子束武器,但地基和天基粒子束武器目前尚处于实验室的可行性验证阶段,估计2020年以后有可能进入实战部署。美国已做的基础工作包括:进行粒子束产生、控制、定向和传播技术理论验证和实验室的试验,用加速试验台进行试验,验证中性粒子束方案的可行性,同时探讨带电粒子束方案。按照美国的天基粒子束武器方案,氢原子束的能量为200MeV,武器重量60t,用以拦截大气层外助推段和中段飞行的洲际弹道导弹的弹头。


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