什么是核电磁脉冲模拟?

[拼音]：hedianci maichong moni

[外文]：nuclear electromagnetic pulse simulation

利用相应装置制造核爆炸引发的电磁脉冲环境。核电磁脉冲的电磁特性取决于核爆炸的方式和观察点所处的位置。核爆炸方式分为外大气层爆炸、稠密大气层爆炸、低空爆炸和地面爆炸四种。按观察点的位置分为源区场、辐射场和地下场。另外，γ射线与不同介质作用还产生一些特殊的电磁环境，如系统产生的电磁脉冲，其中包括内电磁脉冲。最引人注意的是外大气层核爆炸所引起的空中和地面电磁环境以及内电磁脉冲环境。内电磁脉冲通常采用直接模拟的办法，即将被试金属腔体或系统直接暴露在模拟的γ脉冲环境中进行试验。而对大气中所产生的电磁脉冲，则利用脉冲功率技术直接产生电磁环境。它的近似波形为一个指数函数，其上升时间为几十毫微秒，衰落时间常数为几百毫微秒，电场的峰值幅度为数万伏/米。这种模拟器一般由能源和照射器两个部分组成。能源是一个专门设计的几十万伏到几百万伏的瞬时脉冲源，照射器是形成电场的装置。根据照射器结构的不同，电磁脉冲模拟器可分为有界波模拟器和辐射波模拟器两类。

有界波模拟器（见图）的照射器是一个平行板传输线，由高压脉冲源产生的高压脉冲沿传输线传播便形成一个垂直极化（或水平极化）的横向波。由于绝大部分的能量局限在照射器的结构中，能量利用率很高，可用有限的能量在有限的空间产生很高的电场，一般可达10万伏/米以上。美国先进核电磁脉冲模拟器和华丘卡堡核电磁脉冲模拟器等都是有界波模拟器。前者的高压源为 6兆伏的静电起电机对一个同轴结构的主电容器充电，然后经过多弧道开关向高度为40米的传输线放电，场强达110千伏/米。有界波模拟器的缺点是因传输线不易造得很大，因而对被试对象的尺寸有一定的限制。

辐射模拟器的照射器是一个双锥偶极子天线，把电磁脉冲辐射到很远的地方，能在很大范围内产生电磁脉冲环境，因此可对大型固定的目标和分散的目标进行试验。由于天线的方向性不强，能量利用率较低，场强一般要比有界波模拟器低。通常，它用于耦合非破坏性的诊断试验。美国的“桑地亚长线”和“可移动核电磁脉冲模拟器”等都是辐射波模拟器，后者的场强可达5×104伏/米。它是双锥形和圆柱形相结合的偶极子天线，长300米，高20米，高压脉冲源为7兆伏的双极性麦克斯发生器。