[拼音]：neidianci maichong

[外文]：internal electromagnetic pulse

核爆炸(或模擬設(shè)備)釋放出來(lái)的γ射線具有很強(qiáng)的穿透性，當(dāng)它們穿透各種車、船、飛行體、建筑物等系統(tǒng)外壁時(shí)，在其內(nèi)部激勵(lì)的瞬發(fā)電磁輻射稱為內(nèi)電磁脈沖。內(nèi)電磁脈沖可對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的電子設(shè)備構(gòu)成威脅，破壞某些元件、器件，或?qū)ζ湔９ぷ髟斐筛蓴_。

內(nèi)電磁脈沖研究的主要問(wèn)題是：

（1）由于γ或X射線與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的初級(jí)電子及其形成的初級(jí)電流；

（2）初級(jí)電子與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的次級(jí)電子，以及這些電子在電場(chǎng)作用下形成的次級(jí)電流；

（3）電磁場(chǎng)的產(chǎn)生和變化；

（4）抗內(nèi)電磁脈沖加固原理和措施。

能量為E＝0.1～1兆電子伏的γ光子與物質(zhì)的相互作用，主要是通過(guò)康普頓散射現(xiàn)象產(chǎn)生康普頓電子。在距離爆心R公里處，單位時(shí)間、單位面積上通過(guò)的光子數(shù)F可用下式表達(dá)：

式中Y為爆炸當(dāng)量(萬(wàn)噸TNT當(dāng)量);η為以瞬發(fā)γ形式釋放能量的百分?jǐn)?shù);λ為當(dāng)?shù)卅霉庾拥哪芰课兆杂沙蹋?i>G(t)為彈體釋放能量的時(shí)間歸一化函數(shù)。

在γ光子進(jìn)入系統(tǒng)外壁內(nèi)部前的最后一個(gè)電子射程內(nèi)產(chǎn)生的康普頓電子，可以進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部。這些電子連同在系統(tǒng)內(nèi)部介質(zhì)中產(chǎn)生的康普頓電子一起，在系統(tǒng)內(nèi)部形成瞬時(shí)初級(jí)電流，激勵(lì)電磁場(chǎng)。

描述初級(jí)電流源有自洽和非自洽兩種方法。

（1）非自洽方法：不考慮產(chǎn)生場(chǎng)對(duì)初級(jí)電子運(yùn)動(dòng)的影響。它適用于初級(jí)電子能量高、電磁場(chǎng)強(qiáng)度不很高的情況。此時(shí)，初級(jí)電流密度

式中e是電子電荷量;r_e是康普頓電子在系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)中的射程;λ_m是γ光子在腔體物質(zhì)中的吸收自由程；?L為腔體厚度。

（2）自洽方法：考慮產(chǎn)生場(chǎng)對(duì)初級(jí)電子運(yùn)動(dòng)的影響，必須解電子運(yùn)動(dòng)滿足的方程組

式中N_e、V和P分別表示初級(jí)電子數(shù)的密度、速度和動(dòng)量。F是洛倫茲力與電子在介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)所受的阻滯力之和?？捎觅|(zhì)點(diǎn)網(wǎng)格法、質(zhì)點(diǎn)法、拉格朗日法和歐拉法求解方程組(3)，求得N_e和V后就得到初級(jí)電流

J_p＝－eN_eV

初級(jí)電子在運(yùn)動(dòng)中與系統(tǒng)內(nèi)部的空氣或其他介質(zhì)相互作用，形成次級(jí)電子，使它們有一定的電導(dǎo)率，在電場(chǎng)作用下形成次級(jí)電流。次級(jí)電流與初級(jí)電流方向相反。因此，它減弱產(chǎn)生場(chǎng)。

電導(dǎo)率 是次級(jí)電子密度和負(fù)離子密度的函數(shù)，求解它們滿足的速率方程組后，可得到 。因此，次級(jí)電流密度

J_s=E

J_p和J_s就是麥克斯韋方程組的源項(xiàng)。在適當(dāng)?shù)亩ń鈼l件下，用數(shù)值計(jì)算方法可以解出電場(chǎng)和磁場(chǎng)隨時(shí)間和空間的變化規(guī)律。

內(nèi)電磁脈沖的實(shí)驗(yàn)研究，可以在核試驗(yàn)條件下和在模擬設(shè)備上進(jìn)行。

強(qiáng)流脈沖電子束加速器能提供劑量率10¹⁰倫琴/秒以上的γ光子源。在這種條件下，垂直照射長(zhǎng)1米、直徑1米的鋁制圓筒端面時(shí)，在圓筒內(nèi)部產(chǎn)生的平均電流密度為幾十至幾百毫安每平方厘米，磁感應(yīng)強(qiáng)度為零點(diǎn)幾高斯，軸向和徑向電場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)幾千至幾萬(wàn)伏每米。

抗內(nèi)電磁脈沖加固有以下一些措施可供采用。

（1）減少內(nèi)電磁脈沖環(huán)境：用屏蔽的辦法減少到達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部的光子數(shù)；在系統(tǒng)的內(nèi)部表面涂低原子序數(shù)材料層，系統(tǒng)內(nèi)部組件盡可能選用低原子序數(shù)材料，以減少電子發(fā)射；系統(tǒng)內(nèi)部的多余空間，可用低原子序數(shù)材料填充；盡量減小系統(tǒng)內(nèi)部尺寸。

（2）減小電磁耦合系統(tǒng)：對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部電路盡量采用光纜、加固電纜，對(duì)易受干擾的電路采用局部或全屏蔽。此外，合理布線，低阻抗接地等措施能降低耦合系數(shù)。

（3）采用抗干擾能力強(qiáng)的電路以及把電磁能量分路。

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標(biāo)簽：neidianci maichong、內(nèi)電磁脈沖

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文章名稱：《內(nèi)電磁脈沖》

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