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粒子束武器发展史

2017/7/11 14:13:22

1975年以来,美国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导弹、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0.5MV、80J、16层7列的粒子束产生装置。

美国海军在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导弹的核弹头。美国国防部在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3.15亿美元的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。100MeV的中性氚束对各种物质的垂直穿透深度为:固体推进剂9.5cm,铅3.3cm,铝0.8cm。

美国已确定粒子束武器的潜在用途是拦截导弹、攻击卫星以及在敌防区外实施扫雷等。截止2013年,产生粒子束的方法是利用线性电磁感应加速器,但由于加速器太笨重,无法投入战场使用。美国在基础研究中主要是抓紧研究适于部署在地基和天基反导平台上的小型、高效加速器及其技术。美国利用线性电磁感应加速器产生粒子束,通过同一加速器,连续再循环脉动的粒子束,以便让粒子束在现有的小型加速器中环流,把能量逐渐加到每次通过的粒子上。美国陆军弹道研究试验室称,尚需进一步证实小型环流电磁感应加速器的原理。这种加速器能否投入战场使用,加速器的尺寸和重量是关键因素。美国还研制过一种实验加速器装置,其尺寸不大于一个办公桌,这是部署在外层空间可以接受的尺寸。

因为存在一系列技术难题,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截止2013年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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