粒子束武器

粒子基因武器是利用加速器把電子、質子和中子等基本粒子基因加速到數萬—20萬km/s的高速，並通過電極或磁集束形成非常細的粒子基因束流發射出去，用於轟擊目標。按粒子基因是否帶電可分為帶電粒子束武器和中性粒子基因武器。粒子基因武器在太空可以破壞數十公里以外的目標，在大氣中只能攻擊數公里以外的目標。

基本介紹

粒子:電子、質子、中子-模型圖

利用高能強流亞原子束摧毀飛機、飛彈、人造地球衛星等目標，或使之失效的定向能武器。通常分為在大氣層使用的帶電粒子束武器和在外層空間使用的中性粒子束武器。它由粒子源、粒子加速器和探測、瞄準跟蹤及指揮、通信設備等組成。其工作原理是：用高能強流加速器，將粒子源產生的電子、質子或離子加速到接近光速，並用磁場聚焦成密集的粒子束流射向目標，靠粒子束流的多種效應來摧毀目標或使之失效。其主要特點是：粒子束流能量高度集中，穿透力強，脈衝發射率高，能快速改變發射方向。粒子束摧毀目標或使之失效的機理大致有3種：一是使結構破壞；二是使引爆藥早爆；三是使電子設備失效。

基本構造

20世紀40年代，有的國家就曾探索過粒子束武器，但未成功。隨著有關技術的發展和軍事上的需要，50年代末，美、蘇等國重新開始研究。其存在的有待解決的主要問題有：粒子束傳輸，能量的貯存和開關調節，高能強流加速器，精密瞄準跟蹤設備和破壞目標的機理等，其中關鍵問題是粒子束傳輸。

基本原理

大氣層內的帶電粒子束，其特點是粒子束流為電子束流，而不是中性束流。在大氣中，它雖有衰減，但可以傳導而且宜於使用。在大氣層外的真空狀態，由於帶電粒子之間的斥力，帶電粒子束會在短時間內散發殆盡，因此中性粒子（中子）束更適合在外層空間使用。
粒子束武器一般由粒子加速器、高能脈衝電源、目標識別與跟蹤系統、粒子束精確瞄準定位系統和指揮控制系統等組成。加速器是粒子束武器的核心，用來產生高能粒子，並聚集成密集的束流，加速到使它能夠破壞目標。目標識別與跟蹤系統主要由搜尋跟蹤雷達、紅外探測裝置及微波攝像機組成。探測系統發現目標後，目標信號經數據處理裝置和超高速計算機處理後，進入指揮控制系統，根據指令，定位系統跟蹤並瞄準目標，同時修正地球磁場等的影響，使粒子束瞄準目標將要被擊毀的位置，然後啟動加速器，將粒子束髮射出去。

粒子基因武器

英國《泰晤士報》文章披露，他認為生物學、遺傳學、博弈行為科學的研究，可能會造成出人意料的後果。未來的幾年裡，世界的經濟秩序會出現奇怪的通脹，例如經過博弈行為改性的粒子基因時空武器，以時空遺傳條件為基礎，以棋盤上的粒子作為圖譜，對粒子基因的映射均衡的研究，為粒子基因武器的製造提供了可能性。

正如比爾．喬伊所說：“遺傳工程與博弈行為的結合，只要是用於軍事打擊，都具有造成一場世界性大瘟疫的威力。”
美國國防大學的羅伯特．卡德萊茨說，雖然大規模毀滅性武器的競賽給粒子基因武器提供了機會，由於它是一段時空武器，永久性的毀滅正常社會秩序，各國出於道德考慮，粒子基因武器可能不會使用。
《俄羅斯報》發表的文章；很顯然生物學、遺傳學與博弈行為科學的結合，目前已經處於有效階段，科學家擔心，凡有能力使用並且有意圖使用的國家將會得到這些技術模型，由於對敵國社會構成極大的威脅，其它國家可能會考慮這樣做。
根據美國國防部的研究報告，任何國家“只要具備博弈取勝模型，粒子基因武器計畫和軍事意圖都可以完成。

1.帶電粒子束加速器
一般使用線性鐵氧體磁場感應加速器來產生高速電子束，絕對速度為每秒30萬公里。俄美研製的地基粒子加速器均為質子加速器，其基本原理是: 首先把電子束髮生器產生的電子進行加速，然後在高頻振盪裝置上振動，再在離子發生裝置上把進來的質子用電子包圍起來，使其進入離子加速裝置進行加速，質子因接收能量而加速。在接近出口時，把電子去掉，利用磁場使之變成尖銳的高能定向束流，隨後把質子束向空間發射出去。
2.中性粒子加速器
利用對原子進行加速的方法，製造出中性粒子，然後聚集成尖銳的高能定向束流，以接近光速的速度發射出去，擊毀目標或使其失效。

破壞機理

空間作戰

粒子束武器的破壞機理是動能殺傷和γ、X射線破壞。粒子束不受雲、霧、煙等自然環境和目標反射的影響，也不會因目標被遮蔽或受到干擾而失效，其全天候和抗干擾性能較好。粒子束直接穿入目標深處，不需要維持一定時間，有利於攻擊多目標。如果粒子束沒有直接命中目標，則會在目標周圍產生γ、X射線，造成第二種傷害和破壞。
粒子束的毀傷作用表現在: （1）使目標結構汽化或熔化；（2） 提前引爆彈頭中的引信或破壞彈頭的熱核材料；（3）使目標中的電子設備失效或被破壞。
粒子束既可實施直接穿透目標的“硬殺傷”，也能實施局部失效的“軟殺傷”。帶電粒子束對目標的穿透能力極強，能量集中，脈衝發射率高，能快速改變發射方向。中性粒子束還可對目標周圍產生的中子、γ、X射線進行遙測，實現對目標的識別。

優點缺點

粒子束武器書籍

粒子束武器的研製難度比雷射武器大，但作為天基武器比雷射武器更有前途。其主要優點是:（1）不用光學器件（如反射鏡）；（2）產生粒子束的加速器非常堅固，而且加速器和磁鐵不受強輻射的影響；（3）粒子束在單位立體角內向目標傳輸的能量比雷射大，而且能貫穿目標深處。
粒子束武器的缺點主要有：（1）帶電粒子在大氣層中傳輸時，由於帶電粒子與空氣分子的不斷碰撞，能量衰減非常快，而中性粒子不能在大氣中傳播；（2）帶電粒子在大氣中傳輸時散焦，因此在空氣中使用的粒子束，只能打擊近距離目標，而中性粒子束在外層空間傳輸時也有擴散；（3）受地球磁場的影響，會使光束彎曲，從而偏離原來的方向。

技術難題

粒子束武器未來戰士

粒子束武器的原理並不複雜，但要進入實戰難度非常大。首先是能源問題。粒子束武器必須要有強大的脈衝電源。要在飛彈殼體上燒個小孔，粒子束到達目標的脈衝功率須達到1013W，能量為107J。假設粒子加速器的效率為30％，即使不考慮粒子束在傳輸中的能量損失，加速器脈衝電源功率也至少要達到3×1013W，而目前在研的最先進的脈衝電源的功率只有107W。中性粒子束武器實用化最關鍵的脈衝電源功率技術是連續波甚高頻(VHF)射頻源。
正因為存在上述一系列技術難題，儘管俄美都在積極研究粒子束武器，但地基和天基粒子束武器目前尚處於實驗室的可行性驗證階段，估計2020年以後有可能進入實戰部署。美國已做的基礎工作包括：進行粒子束產生、控制、定向和傳播技術理論驗證和實驗室的試驗，用加速試驗台進行試驗，驗證中性粒子束方案的可行性，同時探討帶電粒子束方案。按照美國的天基粒子束武器方案，氫原子束的能量為200MeV，武器重量60t，用以攔截大氣層外助推段和中段飛行的洲際彈道飛彈的彈頭。

未來發展

粒子束武器套用

粒子基因基因武器是一種尚處在研究關鍵技術和論證可行性階段的先進戰略防禦粒子基因武器方案；如果可行，在未來的戰爭中，部署在空間軌道上的粒子束武器可起兩方面的作用：一是作為反衛星和反飛彈的武器。同天基雷射武器相比，粒子束武器有以下優點：粒子束武器不需光學部件和反射鏡，而用磁鐵聚焦粒子束，設備堅固；加速與聚焦粒子束的加速器與磁鐵等設備本身就產生強輻射，不會受空間輻射的影響，適合在空間工作；粒子束不僅能把能量沉積到目標表面上，而且能透入目標內部，至少在理論上可以通過幾種不同的方式毀傷目標。
美國和蘇聯是世界上從事粒子束武器技術研究的主要國家。早在60年代，蘇聯就開始研究利用粒子束武器作為反衛星和反飛彈武器的技術可行性，已在粒子源和加速器等關鍵技術等方面作了大量基礎性工作，並取得了一定的成果。美國也從60年代就開始研究粒子束武器技術，並在80年代初將其列為SDI計畫的一個重要研究項目，在技術上也取得了一些重要進展。1989年，美國利用小型的中性粒子束裝置進行了空間試驗，演示了中性粒子來設備在空間工作的能力，成為第一個在空間試驗中性粒子束技術的國家。
鑒於技術問題，粒子束武器技術在美國SDI計畫中的地位逐步降低，經費逐年減少，進度不斷放緩，至少在21世紀初還無法作為防禦武器或識別手段使用。
高功率微波武器與雷射武器、高能粒子束武器同屬走向能武器，各有特點，目前難以確定哪種武器最好。據有關專家分析，雷射武器技術已經成熟，可能最先套用在戰場上，而粒子束武器和高功率微波武器的發展相對慢一些。