核爆电磁脉冲

核电磁脉冲（核 EMP 或 NEMP）是由核爆炸产生的电磁辐射爆发。 由此产生的快速变化的电场和磁场可能与电气和电子系统耦合，产生破坏性的电流和电压浪涌。 特定核 EMP 事件的具体特征因许多因素而异，其中最重要的是爆炸的高度。

术语电磁脉冲通常不包括光学（红外线、可见光、紫外线）和电离（例如 X 射线和伽马辐射）范围。 在军事术语中，在地球表面上空数十至数百英里处引爆的核弹头被称为高空电磁脉冲 (HEMP) 装置。 HEMP 装置的效果取决于多种因素，包括爆炸高度、能量产量、伽马射线输出、与地球磁场的相互作用以及目标的电磁屏蔽。

电磁脉冲是由核爆炸产生的事实在核武器试验的早期就为人所知。 EMP 的规模及其影响的重要性并未立即实现。

在 1945 年 7 月 16 日的xxx次美国核试验期间，电子设备被屏蔽，因为恩里科·费米预期到了电磁脉冲。 xxx次核试验的官方技术历史表明，所有信号线都被完全屏蔽，在许多情况下是双重屏蔽。 尽管如此，由于爆炸时的杂散拾取使记录设备瘫痪，许多记录都丢失了。： 53 在 1952 年至 1953 年的英国核试验期间，仪器故障归因于无线电闪光，这是他们对 EMP 的术语。

1958 年 4 月 28 日，在 Hardtack I 系列的氦气球升空 Yucca 核试验期间，首次公开报道了对高空核 EMP 独特方面的观察。在那次试验中，1.7 吨武器的电场测量值超过了 测试仪器调整到的范围，估计约为示波器设置限值的五倍。 Yucca EMP 最初是正向脉冲，而低空爆发是负向脉冲。 此外，丝兰 EMP 信号的极化是水平的，而低空核 EMP 是垂直极化的。 尽管存在这些许多差异，但独特的 EMP 结果被认为是可能的波传播异常而被忽略。

如下所述，1962 年的高空核试验证实了尤卡高空试验的独特结果，并提高了原先的国防科学家群体对高空核电磁脉冲的认识。 在 William J. Broad in Science 于 1981 年发表了关于核 EMP 的三篇系列文章后，更大的科学界开始意识到 EMP 问题的重要性。

1962 年 7 月，美国进行了 Starfish Prime 试验，在中太平洋上空 400 公里（250 英里；1,300,000 英尺）处引爆了一颗 1.44 公吨（6.0 PJ）的炸弹。 这表明高空核爆炸的影响比之前计算的要大得多。 Starfish Prime 通过在距离引爆点约 1,445 公里（898 英里）的夏威夷造成电气损坏、关闭大约 300 盏路灯、触发大量防盗警报并损坏微波链路，使公众了解这些影响。

Starfish Prime 是 1962 年美国高空核试验系列中的xxx次成功，称为“鱼缸行动”。 随后的测试收集了更多关于高空 EMP 现象的数据。

1962 年 10 月和 1962 年 11 月在鱼缸行动中进行的 Bluegill Triple Prime 和 Kingfish 高空核试验提供了足够清晰的数据，使物理学家能够准确识别电磁脉冲背后的物理机制。

Starfish Prime 测试的 EMP 损坏很快得到修复，部分原因是夏威夷上空的 EMP 与更强脉冲产生的 EMP 相比相对较弱，部分原因是相对坚固（与 今天）夏威夷 1962 年的电气和电子基础设施。

夏威夷 Starfish Prime EMP 的震级相对较小（约 5.6 千伏/米）且破坏量相对较小（例如，只有 1% 到 3% 的路灯熄灭）让一些科学家相信，在早期 EMP 研究，认为问题可能并不显着。 后来的计算表明，如果 Starfish Prime 弹头在美国北部大陆上空引爆，由于地球磁场强度更大，EMP 的强度会大得多（22 至 30 kV/m） 在美国上空，以及它在高纬度地区的不同方向。