战场终极杀器电磁脉冲炸弹是怎么回事？nEMP又是什么？

在《中子弹为什么发展发展着就销声匿迹了？》的文章中有一个回复：

既然很多人希望了解电磁脉冲（EMP），那么今天咱们就来深入这个话题。

首先跟大家“捍卫”一个“谣言”，高能量的电磁脉冲武器在使用的时候的确会产生一个冒着蓝光的大球体（电晕）。这是影视作品在描述大型科幻武器的情景中为数不多做对的桥段。只不过，由于能级的问题即便是核武器驱动的NEMP所产生的光晕在一般人的视觉上来看也是很淡很难察觉的，尤其是大范围的发光电晕，本身就形成了视场中的背景光，几乎不可察觉。

不过类似的现象，在足够暗的房间里，在高压放点装置上还是可以用肉眼观察的。

EMP（Electromagnetic Pulse，电磁脉冲）实际上是自然界普遍存在的现象，可以通过闪电、地震、台风等自然形成，其本质就是快速变化的电磁波。当这个电磁波和导体作用的时候，由于电磁感应现象就会在导体内形成电流。

我们对交变电磁场的利用也是很常见的，例如一些变压器或者电磁炉甚至是工厂里面的高频感应炉。

都是利用了快速变化的电磁波（电磁场）让能量传递的一种方式。

甚至我们可以制作一个线圈产生足够强大的电磁波，对不加防护的电子设备进行攻击让其失效、紊乱。

将EMP应用于军事上，其实也就是制造一个装置，让其瞬间产生足够强大的电磁波，对周围的目标进行电磁攻击。

EMP炸弹装置结构

通常的EMP炸弹的结构是上图所示：

装置由六个关键部件组成

1 : 电容器组

2 : 高爆炸药

3：螺线管

4：换向开关

5：电源

6 : 金属线圈

上世纪五十年代，这个结构被设计为“通量压缩感生炸弹”（flux compression generator bombs），利用爆炸迅速的改变线圈的磁通量，从而将爆炸的能量通过迅速改变的磁场转化为电磁波。

利用的就是EMP炸弹的基本结构原理。在现代则在基本装置上又重新设计了效率更高的电磁共振腔体并对电磁波进一步的调制，也就产生了高能微波炸弹。

利用这种炸弹在高空投掷/引爆，就可以对投影面积下的大范围区域进行电磁攻击。

放心，这种武器咱们也有。

上面就是非核电磁脉冲炸弹。从原理上来看这个东西并不属于核武器，仅仅是加了特定能量转换装置的“常规”炸弹。影响的面积其实只有几平方公里的范围。但在实战中作用依旧是巨大的。

既然有“非核电磁脉冲炸弹”，那么就一定有“核电磁脉冲炸弹”了。nEMP（Nuclear EMP）是核装置，本身产生电磁波的原理并不依靠压缩磁通量，而是依靠电子剥离。其作用范围和恐怖程度远非常规EMP炸弹所比。

一枚大当量的nEMP爆炸，足以瘫痪美国全境的大部分电子设备。

这里要提到的就是康普顿效应了。康普顿效应是指当X射线或伽马射线的光子跟物质相互作用，因失去能量而导致波长变长的现象。

失去能量？但要记住，能量守恒的概念！在康普顿效应中被高能电磁波剥离的电子也会以极高的速度（大约光速的90%）运动，宏观运动的电子是啥？——电流，电流周围是啥？——电磁场，急剧变化的电磁场产生啥？——剧烈波动的电磁波，也就是EMP了。

我们都知道，X射线或伽马射线都是一种电磁波，X射线或伽马射线也都是核弹装置爆炸后可以大量产出的。而且当这些高能电磁波被降低频率后也会形成了能够对电子设备产生作用的EMP。

两条路都会最终生成对电子设备产生强大危害的电磁脉冲。

而真正能让nEMP发挥作用的主要因素在于我们的地球大气是由78.084%的氮和20.946%的氧，以及其他微量气体所构成的。其中氮气对伽马射线康普顿现象的表现尤为明显。

这就形成了一个nEMP的天然优势。

当一枚核弹在高空爆炸的时候，所释放到大气层中的伽马射线就会在大气中迅速地转化为电磁脉冲。而且这个现象还是会反复地震荡进行。

在数轮之后才会渐渐降低频率，所以伽马射线的能量利用率相当的高。而且，好死不死的是地球大气中还有一层电离层，不仅仅可以参与EMP的生成，还能将射向太空的电磁波反射回地面。

因此核爆炸所产生的EMP才是大范围的地图炮。

美国在1962年“海星行动”核试验的过程中在海拔400米的外太空引爆了一枚140万吨当量的核弹。伽马射线到达大气层后轰击20-40 公里高度之间的大气层，喷射出电子，然后电子被地球磁场偏向侧面。这使得电子在大面积上辐射 EMP。由于美国上空地球磁场的曲率和向下倾斜，最大 EMP 出现在爆炸的南部，最小值出现在北部。

海星行动中所使用的核弹并非为nEMP攻击所特别优化结构的型号。依旧造成了1500公里范围内的大面积电力、通讯设施损坏。

优化的型号则是根据大气EMP产生的机理而做出改进，大气EMP需要啥？大量的高能伽马射线，真正优化的nEMP其实是一种复合体，叫做伽马射线弹，这是一种加料核弹（别和我提钴弹）。

大部分核武器的变种都是拆东墙补西墙的存在，一种能量需求的提高必定需要将另外的能量输出降低，搞需要伽马射线的核弹设计，武器专家就把眼光投向了核爆炸所产生的中子。

在核弹材料中加入一些捕获中子后伽马衰变半衰期极短的元素，例如钡-134。这时候，核弹爆炸的大部分能量就能够以伽马射线的形式释出。

金属钡

说到钡（Ba），这是一种特别适合玩“叠叠高”的元素，原子序数为56，通过增加中子，同位素原子量从114一直可以跨越到153，在钡-134之上基本上还都是稳定同位素，那么进入钡原子内的中子与钡形成更重的钡同位素的时候都会瞬间发生伽马衰变，也就是原子从高能量状态转入低能量状态，同时辐射出伽马射线。

在nEMP中钡体的结构、分布、比例都经过严格的计算，就是为了在核爆炸的瞬间能过是放出大量的持续的伽马射线。也正因为这类核弹加入了钡结构体，释放电磁脉冲的时间从几纳秒延长到了几分钟。

真正在大当量的nEMP爆炸的时候，别说是电子电路中的导体被烧断，就连铁栅栏门也都能给你烧红了。