核電磁脈衝模擬

核電磁脈衝模擬是利用相應裝置製造核爆炸引發的電磁脈衝環境。核電磁脈衝的電磁特性取決於核爆炸的方式和觀察點所處的位置。

基本介紹

• 中文名：核電磁脈衝模擬
• 外文名：hediancimaichongmoni
• 類別：模擬
• 對象：核電磁脈衝

正文

利用相應裝置製造核爆炸引發的電磁脈衝環境。核電磁脈衝的電磁特性取決於核爆炸的方式和觀察點所處的位置。核爆炸方式分為外大氣層爆炸、稠密大氣層爆炸、低空爆炸和地面爆炸四種。按觀察點的位置分為源區場、輻射場和地下場。另外，γ射線與不同介質作用還產生一些特殊的電磁環境,如系統產生的電磁脈衝,其中包括內電磁脈衝。最引人注意的是外大氣層核爆炸所引起的空中和地面電磁環境以及內電磁脈衝環境。內電磁脈衝通常採用直接模擬的辦法，即將被試金屬腔體或系統直接暴露在模擬的γ脈衝環境中進行試驗。而對大氣中所產生的電磁脈衝，則利用脈衝功率技術直接產生電磁環境。它的近似波形為一個指數函式，其上升時間為幾十毫微秒，衰落時間常數為幾百毫微秒，電場的峰值幅度為數萬伏/米。這種模擬器一般由能源和照射器兩個部分組成。能源是一個專門設計的幾十萬伏到幾百萬伏的瞬時脈衝源，照射器是形成電場的裝置。根據照射器結構的不同，電磁脈衝模擬器可分為有界波模擬器和輻射波模擬器兩類。　有界波模擬器（見圖）的照射器是一個平行板傳輸線，由高壓脈衝源產生的高壓脈衝沿傳輸線傳播便形成一個垂直極化（或水平極化）的橫向波。由於絕大部分的能量局限在照射器的結構中，能量利用率很高，可用有限的能量在有限的空間產生很高的電場,一般可達10萬伏/米以上。美國先進核電磁脈衝模擬器和華丘卡堡核電磁脈衝模擬器等都是有界波模擬器。前者的高壓源為 6兆伏的靜電起電機對一個同軸結構的主電容器充電，然後經過多弧道開關向高度為40米的傳輸線放電，場強達110千伏/米。有界波模擬器的缺點是因傳輸線不易造得很大，因而對被試對象的尺寸有一定的限制。
輻射模擬器的照射器是一個雙錐偶極子天線，把電磁脈衝輻射到很遠的地方，能在很大範圍內產生電磁脈衝環境，因此可對大型固定的目標和分散的目標進行試驗。由於天線的方向性不強,能量利用率較低,場強一般要比有界波模擬器低。通常，它用於耦合非破壞性的診斷試驗。美國的“桑地亞長線”和“可移動核電磁脈衝模擬器”等都是輻射波模擬器，後者的場強可達5×104伏/米。它是雙錐形和圓柱形相結合的偶極子天線,長300米,高20米，高壓脈衝源為7兆伏的雙極性麥克斯發生器。