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。 苏联陆基激光反导武器(资料图片)
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。要在导弹壳体上烧个小孔,粒子束到达目标的脉冲功率须达到1013,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3×1013,而目前在研的最先进的脉冲电源的功率只有107。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。[3]
编辑本段技术难题
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200M
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