必赢网手机版 > 航空科技 > 研究太空核爆炸对防御系统影响的试验设施,中

原标题:研究太空核爆炸对防御系统影响的试验设施,中

浏览次数:121 时间:2019-09-24

据每日防务网站报道,阿诺德工程研究中心工作组希望使用新的等离子体辐射源“冷”X射线试验设施,测定太空核爆炸对美国防御系统的影响。与国防威胁减轻局合作于1999年完成的仿真器,可以在高度屏蔽的试验窖内,产生核爆炸的X射线部分。整个实验持续大约40纳秒,或者约相当于光通过一间大屋子所用的时间。该仿真器由一个脉冲电源系组成。该电源系有288个高能存储电容器,用于在产生X-射线之前短时间存储电能。2000年,核武器效应研究组增加了4个韧致辐射二极管,这些二极管可以在2250平方厘米的面积上产生高达20千拉德的“热”X射线,用于对大系统如通信卫星、地基拦截器传感器导弹进行的试验。热X射线试验过程中,操作人员给电容器充电达100000伏特电压。然后,他们再通过二极管使电容器放电,产生10兆兆瓦的脉冲电子束,撞击靶标,产生“热”X射线脉冲。试体上面或试体近旁的传感器测量并记录所产生X-射线的量与类型。整个过程约为2分钟。AEDC的一位等离子体物理学家说,“这些X射线可以深深地穿透太空系统,并毁坏里面的部件,如电缆、计算电路及处理器板。”仿真器的最近升级,用水耦合器替换4个韧致辐射二极管,可以产生“冷”X射线。水耦合器将来自各模块的电流合并到一个负载上。据他说,“冷X射线不能象热X射线那样具有穿透能力,但是冷X射线可以‘落’在卫星光学元器件,如望远镜、反射镜和透镜的表面上。由于能量堆积在试验件的表面上,使望远镜镜头或反射镜涂层形成伤痕,从而毁坏这些部件。”据项目经理兼核武器效应研究组的指导说,“由于核爆炸产生一种宽频谱X射线,包括‘热’和‘冷’两种X射线,我们需要用这两种射线进行试验,精确模拟其产生的效应。”核武器效应研究组将在4月间进行最后的冷X射线检查。采用新设施的第一次试验定于10月底以前进行,届时将对外大气层杀手飞行器的望远镜部件进行测试。

中国是继美、法、俄后第四个拥有中子弹的国家。   中子弹是一种以高能中子辐射为主要杀伤力的低当量小型氢弹。更正式的名称是强辐射武器。中子弹是特种战术核武器,爆炸波效应减弱,辐射增强。中国不首先使用核武器的原则强调战略力量而且只针对核攻击,而中子弹是战术武器,是针对常规力量首先使用的理想武器。   只杀伤敌方人员,对建筑物和设施破坏很小,也不会带来长期放射性污染,尽管从未曾在实战中使用过,但军事家仍将之称为战场上的“战神”──一种具有核武器威力而又可用的战术武器。   冲击波弹的全名是“弱辐射强冲击波或弱剩余辐射弹”,其实也就是小型氢弹,作用原理与中子弹相反,爆炸时增强冲击波并减少核辐射,适合攻击工事或做钻地核弹摧毁地下设施。美苏在50年代利用核爆炸进行资源勘探、开挖运河时,作用与此类似。   一枚5000吨的冲击波弹爆炸威力强大,若要抵抗其轰击加固费用将超过建筑成本的50%。美国曾在内华达州用钻地冲击波弹对一座10余公尺钢筋混凝土加固的地下指挥所进行实验。该弹前端是铀钨合金穿甲弹头,中间是冲击波弹,尾部是喷气加速弹,被这种三合一核弹命中的指挥所瞬间被炸的荡然无存,只剩大弹坑了。   中国对冲击波弹的作用原理非常清楚,研究也极深入,从公开的物理学刊物上也可知悉这一点。以此观之。中国就算未造出这种核弹,应已具备门槛技术。X射线镭射武器是核爆衍生的,为一种瞬间向不同空间同时发射数十条X射线的大破坏性定向能武器,可在太空摧毁来袭的战略核导弹,是里根星球大战计划的重要一环。其难处在于:同时瞄准和跟踪多目标,激光棒(固体激光武器)被核爆产生的X射线汽化前,必须发射出激光束,这需要全新的特殊材料。   等离子体武器的情况可能更原始。核爆炸形成的火球,内部物质的中子被电离,这些中子、剥离了电子的离子流和电子组成等离子体,犹如恒星一样在几秒内火球急剧膨胀,温度急降以至熄灭。由于火球向四周膨胀,能量损失很快,如一个100万吨当量的核弹在大气层爆炸,火球半径可达1000公尺,但很快就会消失。如果把等离子体的火球沿着特定方向发射,就能摧毁远距离的目标,十分适用于外太空作战。   更先进而且干净的第四代核武器有:聚变弹、反物质弹、粒子束武器、金属氢武器、核同位素武器等。它们介于传统武器与核武器之间的灰色地带;第三代核武器受全面禁止核试验条约的制约,但第四代核武器以聚变原理为主,可加以限制的只有技术水平的高低。与第三代核武器近似,这些干净核武器的预研早已在进行中,国际上目前以美、俄、法三国的水准最高。   核同位素是指质量、数量和原子序数相同、在可测量时间内有不同能量和放射性的两个或以上的核元素,它产生的能量比高能炸药强100倍,目前各国正研究它的性质和释放能量的方法。通过重离子碰撞或惯性约束聚变中爆炸产生的中子脉冲进行核合成可以得到这些元素,它可被用做传统武器,又能作为干净型氢弹的引爆器。   粒子束武器,是定向能武器的一种,其优点是:速度快,能量密度集中,能快速射击不同方向的目标,贯穿力强,不受气候影响,无放射性污染。缺点是受地球磁场的影响较大,可分为大气层内使用、射程较近的带电粒子束武器和太空使用、不带电的中性粒子束武器,其射程可达几千公里。   中国的粒子束武器研究伴随着核物理学理论的进步而产生,已知在70年代开始进行。80年代以来,随着中国核物理学频频取得进展,进度大幅加快;观察近年来中国的民、军用高能物理学的学术文章,反映出其进展的长足进步。与美、俄比较,因为开发的时间和投资皆有差距,所以落后是必然的;但因为基础理论和研究基础相当扎实,推测其粒子束武器的进度可以列入国际前五名之内。   反物质武器是利用自然界中的正物质与其相对应的反物质互相作用,迅速释放巨大的能量,只要几微克的反物质就可以产生极强的X或γ射线激光。它是目前核武器中最强、最重要的一种。   聚变弹是与原子弹等通过核裂变作用相对应的一种武器,其作用方式也正好相反,生成物是十分干净的。各核国家都在对此做深入研究。聚变反应是核物理学几十年来的难题,而且代表着一国高能物理学的最高水准;历来各国在聚变领域的竞争非常激烈,若取得较大突破必然会公开炫耀,相对于上面各种核技术是透明度最高者,公开资料最多。如果某国在可控核聚变取得全面突破,几乎意味着能率先造出聚变弹。中国在聚变技术的进度有机会角逐全球第三位,聚变弹方面亦然,也许再用不了几年,中国第四代核武器之聚变弹就将震撼出山。   因为第四代核武没有污染,可做传统武器之用,只有拥有氢弹和先进核物理学家的国家才有能力发展第四代核武。第四代核武是对核武管制的挑战;它巧妙的绕开全面禁试条约的限制,而且除非连基础核科学也一并禁止,否则第四代核武必将问世。特别是核紧试条约使第三代核武器的发展受到限制,第四代核武器成为核大国的唯一选择。

纳米线使光穿透

图片 1

参考期刊《物理评论X》

光穿透样品中的电线并从各个方向加热它们,因此在几皮秒内,产生的等离子体体积比反射激光时要大得多。大约70%的能量能够穿透样品。此外,由于激光脉冲较短,受热材料在膨胀之前存在的时间略长。最后,利用x射线光谱学,研究人员可以检索有关材料状态有价值的信息。

等离子体态的理论可以通过实验和随后的计算机模拟得到验证。这将使研究人员更好地理解宇宙过程。此外,科学家们正在为安装大型仪器进行有价值的准备工作。例如,国际粒子加速器,反质子和离子研究设施,目前正在达姆施塔特建设中,应该在2025年左右投入使用。有了新的资料,将有可能选择值得仔细探测的具体领域。

图片 2

不幸的是,由于各种原因,利用恒星内部的高温高压在地球上创造和研究等离子体极具挑战性。耶拿弗里德里希席勒大学(Friedrich Schiller University)物理学家们现在已经成功地解决了其中的一些问题,其研究成果发表在着名研究期刊《物理评论X》(Physical Review X)上。

詹娜·新索诺娃(zhanna Samsonova)和丹尼尔·卡塔索夫(Daniil Kartashov)博士正在弗里德里希·席勒大学耶拿光学和量子电子学研究所的实验室里准备一项关于JETI激光的实验。图片:Jan-Peter Kasper/University Jena

图片 3

这三种经典的物理状态在任何普通的厨房里都可以观察到,比如当你把冰块烧开的时候。但是如果你进一步加热物质,使一种物质的原子碰撞,电子与它们分离,那么就会达到另一种状态:等离子体。太空中99%以上的物质都以这种形式存在,比如恒星内部。因此,物理学家热衷于研究这种材料也就不足为奇了。

图片 4

DOI: 10.1103/PhysRevX.9.021029

博科园|科学、科技、科研、科普

温度和密度的最大值

用该方法,有可能在实验室中实现温度和密度的新最大值。例如,等离子体的温度约为1000万开尔文,比太阳表面的物质要热得多。Spielmann还提到了项目中的合作伙伴。在激光实验中,耶拿科学家们使用了维也纳理工大学的一个设备;样品来自德国布伦斯威格国家计量研究所;计算机模拟证实了来自达姆施塔特和杜塞尔多夫同事们的发现。耶拿团队研究成果是突破性的成功,为等离子体研究提供了一种全新的方法。

博科园|研究/来自:弗里德里希·席勒大学

图片 5

要以等离子体形成的方式加热材料,需要相应的高能量。通常用大型激光器的光来做这件事,然而,这种光的脉冲必须非常短,因此当达到适当的温度时,这种材料不会立即膨胀,而是在短时间内以高密度等离子体的形式聚集在一起。不过,这种实验设置存在一个问题:当激光束击中样品时,就会产生等离子体。

然而,它几乎立刻就像一面镜子,反射了大部分进入的能量,因此不能完全穿透物质。激光脉冲的波长越长,问题就越严重。为了避免这种镜像效应,耶拿研究人员使用了硅线制成的样品。这种线的直径比入射光的波长还要小。也是第一个使用如此长波长的激光来产生等离子体。

本文由必赢网手机版发布于航空科技,转载请注明出处:研究太空核爆炸对防御系统影响的试验设施,中

关键词:

上一篇:火箭将发射美国军事导航卫星,火箭成功发射美

下一篇:俄罗丝拟修改国际空间站俄属太空舱建造安顿,