核電磁脈衝(Nuclear Electromagnetic Pulse,簡稱NEMP)是由核爆炸所產生的一種電磁輻射爆發。當核武器在高空引爆時,隨之而來的電磁場波動會與各類電子設備產生耦合,進而造成潛在的電壓和電流激增,從而可能損壞電子產品。核EMP事件的具體特徵受到多種因素的影響,而最關鍵的因素就是引爆的高度。了解這三大EMP組成部分,對任何依賴電子設備的系統來說具有重要意義。
核EMP由三個主要組成部分構成:E1、E2和E3,其特性和影響如影響電腦、通信系統及電網等各類電子產品,值得我們深入探討。
核EMP可分為三個主要部分,分別為E1、E2和E3。E1為最快和最具破壞性的高空EMP組成部分,E2則是中等強度的EMP,而E3相對較慢,持續時間較長。
E1脈衝是一個瞬時的高強度電磁場波動,會在瞬間在電導體中誘發高電壓。由於E1脈衝的變化速度極快,因此普通的電涌保護裝置無法為其提供有效的保護。
E1脈衝的產生與引爆核彈時釋放的伽馬輻射有關,該輻射將上層大氣中的原子離子化,並生成所謂的“康普頓電流”。
E2脈衝是由散射的伽馬射線及中子的非彈性伽馬射線所產生的,持續時間約為一微秒到一秒。E2的特徵在於其與閃電具有相似之處,因此一般透過閃電防護技術可以實施防護。然而,由於E2脈衝通常緊接著E1脈衝之後出現,這使得原本可能保護設備的功能受到E1的損害,增加了潛在的風險。
E3脈衝的持續時間長,可持續數十秒到數百秒,這部分主要是由於核爆炸對地球磁場的瞬時扭曲所造成。E3脈衝有類似於地磁風暴的特性,可能會在長距離的電導體中產生感應電流,損壞如變壓器等電力設備。
E3脈衝的影響可能與太陽引發的地磁風暴相似,並因此有時被稱為“太陽EMP”。
早在1945年美國進行第一次核試驗時,就已經意識到核爆炸會產生電磁脈衝。然而,這一現象的嚴重性並未立即被重視。直到1962年的“星魚一號”實驗,該實驗展示的高空核爆炸所造成的EMP影響,才使公眾開始認識到這一問題。
隨著世界對核技術日益依賴,EMP的潛在破壞性越來越受到關注。E1、E2和E3三個組成部分不僅能影響計算機和通信設備,還可能對整個基礎設施造成破壞,從而引發連鎖反應。
國際電子技術委員會(IEC)表示,核EMP的三個組成部分對電子系統的破壞能力不容小覷。尤其是高空核爆炸可能引發大範圍電力系統的癱瘓,進一步影響地面運行。
隨著對EMP議題的重視,各國愈加注重針對核EMP的防護技術。現今服務於基礎設施的設計應考慮到核EMP的影響,從而採取防護措施,包括使用電磁屏蔽和強化電力網設計等。
隨著科技的進步,保護我們的電子設備免受核EMP的損害仍然是一項重要挑戰。對此,人們不禁要思考:在日益複雜的電子世界中,我們能否找到更有效的防護方法來應對潛在的核EMP威脅?