內電磁脈衝
正文
核爆炸(或模擬設備)釋放出來的γ射線具有很強的穿透性,當它們穿透各種車、船、飛行體、建築物等系統外壁時,在其內部激勵的瞬發電磁輻射稱為內電磁脈衝。內電磁脈衝可對系統內部的電子設備構成威脅,破壞某些元件、器件,或對其正常工作造成干擾。內電磁脈衝研究的主要問題是:①由於γ或X射線與物質相互作用產生的初級電子及其形成的初級電流;②初級電子與物質相互作用產生的次級電子,以及這些電子在電場作用下形成的次級電流;③電磁場的產生和變化;④抗內電磁脈衝加固原理和措施。
能量為E
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在γ光子進入系統外壁內部前的最後一個電子射程內產生的康普頓電子,可以進入系統內部。這些電子連同在系統內部介質中產生的康普頓電子一起,在系統內部形成瞬時初級電流,激勵電磁場。
描述初級電流源有自洽和非自洽兩種方法。
① 非自洽方法:不考慮產生場對初級電子運動的影響。它適用於初級電子能量高、電磁場強度不很高的情況。此時,初級電流密度
② 自洽方法:考慮產生場對初級電子運動的影響,必須解電子運動滿足的方程組
Jp=-eNeV
初級電子在運動中與系統內部的空氣或其他介質相互作用,形成次級電子,使它們有一定的電導率,在電場作用下形成次級電流。次級電流與初級電流方向相反。因此,它減弱產生場。電導率
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Js=E
內電磁脈衝的實驗研究,可以在核試驗條件下和在模擬設備上進行。
強流脈衝電子束加速器能提供劑量率1010倫琴/秒以上的γ光子源。在這種條件下,垂直照射長1米、直徑1米的鋁製圓筒端面時,在圓筒內部產生的平均電流密度為幾十至幾百毫安每平方厘米,磁感應強度為零點幾高斯,軸向和徑向電場強度可達幾千至幾萬伏每米。
抗內電磁脈衝加固有以下一些措施可供採用。
① 減少內電磁脈衝環境:用禁止的辦法減少到達系統內部的光子數;在系統的內部表面塗低原子序數材料層,系統內部組件儘可能選用低原子序數材料,以減少電子發射;系統內部的多餘空間,可用低原子序數材料填充;儘量減小系統內部尺寸。
② 減小電磁耦合系統:對系統內部電路儘量採用光纜、加固電纜,對易受干擾的電路採用局部或全螢幕蔽。此外,合理布線,低阻抗接地等措施能降低耦合係數。
③ 採用抗干擾能力強的電路以及把電磁能量分路。