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核爆引發的神秘電磁脈衝：為什麼EMP會影響電子設備？
核電磁脈衝（Nuclear Electromagnetic Pulse，簡稱NEMP）是由核爆炸所產生的一種強烈的電磁輻射。這種高強度的輻射將迅速變化的電場和磁場結合在一起，對電子設備造成嚴重的損害。根據核爆炸的高度、能量釋放等因素，EMP的具體特徵會有所不同。本文將深入探討核電磁脈衝的特性、歷史及其對電子設備的影響。
EMP的歷史概述
核電磁脈衝現象的認識可以追溯到核武器測試的早期階段。例如，在美國於1945年進行的第一次核試驗中，科學家恩里科·費米就預見到了EMP的影響，並因此對電子設備進行了屏蔽。
「所有信號線都被完全屏蔽，在許多情況下甚至進行了雙重屏蔽。儘管如此，爆炸時出現的雜訊還是導致了許多記錄的喪失，癱瘓了錄音設備。」
隨著對EMP的研究深化，觀察到了高空核爆炸所產生的獨特效應。1958年，Yucca核試驗中記錄到的數據顯示高空核爆的電場強度遠超過以往觀察的範圍。後來的Starfish Prime試驗進一步證實了這些效應，並導致在1450公里外的夏威夷出現了電力故障。
核EMP的特徵與分層
核EMP通常被劃分為三個主要組成部分：E1、E2和E3。每個組件的持續時間和特性各不相同。E1脈衝是最快的部分，持續時間為納秒級，主要對電子裝置造成直接損壞。
「E1脈衝能在極短的時間內產生高電壓，超過電氣導體的承受能力。」
E2脈衝是一個較慢的脈衝，持續時間從微秒到秒不等，其能量來源則是散射伽馬射線和中子。在歷史上，E2的特徵使得其相對於E1更容易防護。然而，E3脈衝的持續時間最長，能持續幾十到幾百秒，其影響類似於地磁風暴，能在長距離電導體中產生電流，從而損壞電力變壓器等重要設備。
案例分析：Starfish Prime與蘇聯Test 184
Starfish Prime是在1962年進行的一次高空核試驗，這次試驗揭示了高空核爆的EMP效應遠超過了預期。試驗後，夏威夷的多個電燈熄滅，報警裝置也相繼被觸發。
「Starfish Prime所產生的EMP在夏威夷造成了約300個街燈熄滅，顯示了其影響力之廣。」
與此同時，蘇聯在1962年進行的Test 184也產生了強烈的EMP效應，其影響範圍和造成的破壞程度甚至超過了Starfish Prime，進一步加深了人們對於EMP的研究。
如何防護EMP造成的損害
針對EMP所造成的潛在損害，制定防護措施十分重要。現有的防護技術多針對E2脈衝有效，但在E1的影響下，設備可能已經受到損害，這增加了E2的風險。
「雖然E2的保護措施在閃電防護中已有應用，但E1的先期攻擊卻可能使這些措施失效。」
一些專家指出，對於關鍵基礎設施系統，應提前制定應對EMP策略和方案，以降低潛在的損失。
結語
隨著科技日新月異，我們的生活愈發依賴電子設備和網絡系統，核EMP的威脅也日益受到重視。未來，在核武器及其引起的電磁脈衝帶來的影響下，我們是否準備好面對這場增長中的科技危機?
