DE8711619U1 - Vorrichtung zur Erzeugung elektromagnetischer Impulse - Google Patents

Description

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Vorrichtung zur Erzeugung eiektromagnetisdher Impulse

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung

zur Erzeugung elektromagnetischer Impulse, die mit bei einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehenden Impulsen vergleichbar sind.

Zur Erzeugung derartiger Impulse sind in der Fachliteratur Geräte mit der Bezeichnung "EMP-Simulatoren" bekannt, wobei die Abkürzung EMP für den englischen Begriff "Electromagnetic Pulse" steht. Bei diesen Impulserzeugern handelt es sich um enorm große Laborgeräte, die den Zweck haben, zunächst Röntgenstrahlung zu erzeugen. Danach werden mit dieser Strahlung metallische Teile von elektrotechnischen oder elektronischen Einrichtungen bestrahlt» wodurch aufgrund des Compton-Effektes sogenannter Compton-Strom erzeugt wird. Mit diesem bekannten physikalischen Vorgang wird versucht die elektromagnetischen Impulse (EMP) zu simulieren, die nach einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehen. Bei f so bestrahlten Systemen handelt es sich insbesondere um militärische KQmmunikafcions-, Kommando- und •Navigationseinrichtungen, die im Fall einer nuklearen Explosion durch den EMP-Einschlag nicht ihre Funktion verlieren sollen. Durch eine labormäßige Bestrahlung solcher Systeme mit Hilfe von EMP- |

&PSgr; Simulatoren zur Erzeugung vergleichbarer elektromagnetischer f-, Impulse versucht man Isolationsmöglichkeiten herauszufinden, j die solche Systeme vor dem EMP schützen soll.

Seit dem Ende der 50er Jahre ist nämlich bei nuklearen Explosionen in der oberen Erdatmosphäre beobachtet Worden, daß sich Unmittelbar nach der Explosion Hochspannüngswellen in dreidimensionaler Richtung ausbreiten, deren Potentialgradient in einem bestimmten Abstand vom Explosionszentrum zwischen 50*000 Volt pro Meter und 1,8 Millionen Volt pro Meter beträgt und bei spezifischen Bedingungen noch darüber liegt. Solche impulsartigen Wellen haben eine enorm große Energie sowie eine enorm große Penetration für elektrische Leiter, Halbleiter, aber auch elektrische Isolatoren und sind demzufolge in der Lage, elektronische und elektrotechnische Eiiirichtungen aller Art außer Betrieb zu setzen.

Im Falle nuklearer Explosionen will man natürlich solche Einrichtungen funktionsfähig halten, und deshalb sucht man nach Schutzmöglichkeiten, um diese Einrichtungen vor der destruktiven Kraft solcher Impulse zu schützen und betriebsfähig zu halten. Ferner wird nach neuen Kommunikationssystemen gesucht (z.B. auf Basis Fiberglas-Optik u.a.), die die herkömmlichen elektronischen Systeme ersetzen und dem verheerenden Einfluß der EMP standhalten sollen. Für eine derartige kostenintensive und anspruchsvolle Forschung benötigt man Einrichtungen, mit denen man in der Lage ist, vergleichbare und entsprechend energiereiche elektromagnetische Impulse (EMP) zu erzeugen wie sie nach einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehen.

Die i* Versuch erzeugten elektromagnetischen Impulse müssen unbedingt die verlangte Quelität haben, denn anderenfalls können alle Försöhungsbemühüngen zu keinem befriedigenden Ergebnis führen. Aus der Fachliteratur sowie aus anderen Quellen ist bekannt, daß es bis heute nicht gelungen ist, Vorrichtungen zu erstellen, die dies zu leisten in der Lage sind und soweit bekannt, werden zur Zeit auch keine neuen Versuche für den Bau eines solchem EMP-Simulators unternommen, nämlich davon ausgehend, daß solche EMP-^Simulatoren mit vergleichbarer Leistung nicht herstellbar seien. Hauptsächlich aus dem Gründe werden immer noch unterirdische nukleare Explosionen durchgeführt, um auf diesem Wege solche leistungsfähige elektromagnetische Impulse (EMP) zu erzeugen, wobei man davon aus-. .. geht, daß dabei Impulse von der gleichen Qualität erzeugt werden wie sie nach einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehen. Unterirdische Kanäle und Tunnel werden dcibei sternförmig und in gerader Erstreckung vom Zentrum der nuklearen Explosion aus verlaufend angelegt, an deren Enden in speziellen experimentellen Vacuumkammern beispielsweise insbesondere militärische Satelliten installiert und getestet werden. Man testete ein sogenanntes "Hardening", zu Deutsch "Härten", um somit im technischen Sinne den Schutz gegen die Vernichtungskraft des EMP zu erreichen.

Die Mißkonzeption eines solchen Projektes wird mit der hier vorliegenden Erfindung begründet und bewiesen, d.h., auch die bei den unterirdisch durchgeführten nuklearen Explosionen gemessenen experimentellen Daten sind nicht korrekt.

f Ebenfalls sn-li Inas atm SOer Jahre wissen einschlägige Fach-¹

* kreise, daß elektromagnetische Impulse (EMP), die nach einer

■ nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehen,

I noch in großer Entfernung vom Explosionszentrum einen enorm

großen Schaden an allen elektronischen und elektrotechnischen Einrichtungen verursachen und es ist auch bekannt, daß auch die klassischen Vacüümröhren, wie Dioden, Trioden u.a., nach der Explosion für mindestens mehrere Minuten durch die elektro-

L statische Ladung außer Betrieb gesetzt werden. Für den Fall

U nuklearer Explosionen sind bestimmte Prioritäten zu beachten,

\ die klarstellen, welche elektronischen und elektrotechnischen

' Systeme axiomatisch funktionieren müssen. Eine dieser Priori-

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I täten ist das bekannte C -System. Das Akronym C bedeutet in

I der englischsprachigen Literatur: Command, Control, Communi-

f! cation. Im weitesten Sinne gehören zu solchen Systemen Ein-

\ richtungen wie Telefon, Telegraf, Radio, Radar, Computer, mi-

I litärische Satelliten und selbstverständlich Energiequellen

I wie Kraftwerke, Stromversorgungsnetze und kleinere lokale Ener-

\ giequellen. Alle diese Einrichtungen bestehen zum Teil aus

\ elektrischen Leitern, Halbleitern, Isolatoren, Relais, Gleichrichtern und hauptsächlich aus elektronischen integrierten

I Kreisen, die aus Germanium- oder Siliciumkristallen herge-

I stellt sind, die durch die elektromagnetischen Impulse be-

f schädigt und funktionsunfähig werden, weil dabei die Germa-

I nium- bzw. Siliciumdioden rekristallisieren und deren Funktion

] nicht mehr gegeben ist. Die Vernichtungskraft der elektromag-

I netischen Impulse ist direkt proportional zur Energie dieser

I " Impulse. Man weiß jedoch bis heute nicht, von welchen Parame-

tern die Energie der elektromagnetischen Impulse abhängig ist. Diese Unkenntnis führt zu einer immer komplizierteren und somit zu einer immer teureren Forschung. Ein Schutz der genannten militärischen Einrichtungen vor der Vernichtungskraft der elektromagnetischen Impulse wird jedoch nur dann möglich sein, wenn man über die speziellen Kenntnisse der Physik dieser Impulse verfügt.

Für den Verteidigungsfall wird deshalb die Garantie gefordert, daß die elektronischen und elektrotechnischen Systeme bei einem nuklearen Angriff unverletzbar bleiben. Dabei gibt nicht nur das C -System, sondern insbesondere auch das sogenannte SSS-System (Strategie Satellite System) Anlaß zur Besorgnis, denn damit muß im Falle eines nuklearen Überfalles die sogenannte "Emergency Action Message" (EAM) übertragen werden. Viele sensitive elektronische Komponenten dieses Systems sind durch den Einschlag von elektromagnetischen Impulsen in allen "Emergency Channels" (Notstandskanälen) verletzbar, ebenso die Satelliten-Bodenstationen und auch die "Launch Control Centers" (Abschußbasen) von strategisch nuklearen Sprengkopf trägem, einschließlich Schiffe und Flugzeugen.

Arie diese verletzbaren Systeme sind davon abhängig, was für eine Oberfläche, insbesondere metalllache Oberfläche dem Einfluß solcher gefährliche*? elektromagnetischer Impulse ausgesetzt ist. Je größer diese oberfläche ißt/ um so größer ist auch die verletabarkeit«

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Bei der fortlaufenden Modernisierung elektronischer Systeme werden immer mehr integrierte elektronische und digitale Kreise benutzt, die insbesondere durch die Wirkung solcher elektromagnetischer Impulse äußerst verletzbar sind und es stellt eine enorm große Aufgabe dar, alle derartigen elektronischen und elektrotechnischen Einrichtungen so zu schützen und zu konstruieren, daß deren Funktion auch nach einer Beaufschlagung mit den elektromagnetischen Impulsen erhalten bleibt. Um dieses Ziel zu erreichen, benötigt man Verfahren und Vorrichtungen, mit denen vergleichbare elektromagnetische Impulse erzeugt werden können wie sie bei einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehen. Nur wenn mit solchen vergleichbaren elektromagnetischen Impulsen Untersuchungen durchgeführt werden, kann entschieden werden, ob ein bestimmtes "Hardening" eines Systems ausreichend ist oder ob ggf. ganz neue physikalische und technische Wege zum Schutz jener anfälliger Systeme beschritten werden müssen. f

Zu Beginn der 70er Jahre hat man in den Harry Diamond Laboratories (USA) einen sehr großen Röntgenstrahier als FMP-Simulator hergestellt, der z. Zt. nicht mehr benutzt wird, weil dieser, wie sich gezeigt hat, imstande ist, vergleichbare elektromagnetische Impulse zu erzeugen. I

Ein weiterer großer EMP-Simulator/ der als ein Hybrid Hochspannungs*· und Röntgenstrahlung erzeugt, würde auf ein Großflugzeug angewendet und mit dem Ziel getestet, uw ein entsprechendes "Hardening" für dessen elektronische Kreise gegen

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den EMP zu finden. Auch dabei wurde festgestellt, daß dieser Simulator nicht imstande ist, vergleichbare elektromagnetische Impulse zu erzeugen, so daß auch dieser nicht mehr im Einsatz ist.

Alle bisher mit EMP-Simulatoren durchgeführten Studien, auch im Erreich von amerikanischen und europäischen Universitäten und speziellen Forschungseinrichtungen, haben bestätigt, daß alle bekannten EMP-Simulatoren nicht imstande sind, elektromagnetische Impulse in vergleichbarer Qualität zu erzeugen, wie sie bei einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre· auftritt. Aus diesem Grunde war und ist man dazu gezwungen, unterirdische nukleare Explosionen durchzuführen, um die dabei entstehende große Intensität der Gammastrahlung zur Erzeugung von elektromagnetischen Impulsen zu nutzen, die auch wesentlich größer ist als die mit dem "Aurora"-Simulator erzeugbare. Ungeachtet dessen sind jedoch auch die in den unterirdischen Kanälen entstehenden elektromagnetischen Impulse nicht mit den Impulsen vergleichbar, welche bei einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehen.

Theoretisch wird dabei davon ausgegangen, daß die elektromagnetischen Impulse (EMP) nach einer nuklearen Explosion nichts anderes sind als der sogenannte Compton-Strom nach dem bekannten Compton-Effekt gemäß dem durch ein auf Metall treffendes Photon ein Elektron abgibt, Das Photon hat seinen Ursprung in der Gammastrahlung _t die bei einer nuklearen Explosion entsteht.

Wenn ein nuklearer Sprengkopf von 1 Megatonne TNT-Äquivalent explodiert, entsteht dabei innerhalb von wenigen Nanosekunden eine Gesamtenergie von 4,2 &khgr; 10 Joule. Von der genaiinten Gesamtenergie ist ca. 0,1 % Gammastrahlung und ca. 1 % sind Neutronen mit einer Neutronenenergie, die größer ist als 5 MeV. Durch die unelastischen Kollisionen dieser Neutronen mit Luftmolekülen und teilweise mit der Erdoberfläche, wird eine zusätzlich.3 Gammastrahlung erzeugt. Nach dem Compton-Effekt erzeugt jedes 1 MeV Gammastrahlung ca. 30.000 Elektron-Ion-Paare im sogenannten physiklischen Kaskadenprozess. In einer Höhe von 30 bis 40 km dauert eine solche Ionisation 30 bis 40 Nanosekunden. Das Compton-Elektron hat jedoch eine größere Geschwindigkeit als die Ionen, und deshalb fließt ein besonderer radialer elektrischer Strom in die Richtung des Potentialgradient s. Gleichzeitig bildet ein elektrisches Feld sphärische Äquipotentialwellen. Das elektrische Feld erreicht den Saturationswert zwischen 50 kV/m und 1,8 MV/m. Das saturierte elektrische Feld bleibt ca. 25 Nanosekunden in der Höhe von 30 bis 40 km über der Erdoberfläche. Andere Höhen haben eine andere Zeitdauer. Innerhalb dieser Zeit fließt ein typischer radialer Compton-Strom in der Richtung, in der die erste sphärische Äquipotentlulwelle ein Objekt erreicht, durch das sie sich sozusagen entladen kann. Ein so entstehender Compton-Strom ist teilweise mittels der bekannten mathematischen Bruee-Golde-Gleichung definierbar, die die Propor^ tionalität zwischen dem Gammästrahlungöfluß und dem Compton-Strüip zeigt* Ein auf diese Weise entstehender kurz andauern-

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der elektrischer Strom hat nach dieser Theorie eine Frequenz von Oa* 60 MHz Und mehrere andere harmonische Wellen und Schwebüngen. Eine typische transversale Welle des Gömptc-n-Stroms hat eine Frequenz von ca. 3/5 MHz* Selche Wellen verbreiten sich über.viele tausend Kilometer in die Richtung des erdmagnetischen Feldes sowie nach unten zum Boden. Alle diese Wellen sind Impulsartig, und nach der genannten Theorie beträgt deren maximale Spektralfrequenz zwischen 1 MHz bis 10 MHz mit einer maximalen Amplitude von ca. 50 kv/m. Die gemäß dieser Theorie entstehenden elektromagnetischen Impulse (EMP) stellen im Prinzip einen.transversalen Compton-Strom dar, der durch Resonanz kompakte technische/ aus elektrisch leitendem Material bestehende Systeme beeinflußt. Diese hier stark vereinfachte Wiedergabe der EMP-Compton-Theorie ist die fundamentale Erkenntnis und Arbeitsgründlage für die Erfor^ schung der destruktiven Kraft der elektromagnetischen Impulse (EMP). Alle bekannten EMP-Simulatoren, Vorrichtungen und Apparate, die zum Stand der Technik gehören, wurden auf Basis dieser EMP-Compton-Theorie entwickelt.

Die elektromagnetischen Impulse, die man mittels dieser Vorrichtungen erzeugen konnte, sind jedoch weder qualitativ noch quantitativ mit den elektromagnetischen Impulsen vergleichbar, die bei einer nuklearen Explosion.in der oberen Erdatmosphäre entstehen. Genau dies ist aber der hauptsächlichste Nachteil allidieser bekannten Vorrichtungen und auch bei den unterirdischen nuklearen Explosionen entsteht zwar ein vielfach größerer Gammastrahlungsfluß als bei den EMP-Simuiatoren, aber

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auch die auf diese Weise erzeugte elektromagnetischen Impulse haben noch nicht die gesuchte Qualit&fc.

Ausgehend Von diesem Stand der Technik liegt deshalb der Neuerung die Aufgabe zügrunde _t

A eine Vorrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Impulsen (EMP) zu schaffen, die die gleichen physikalischen Eigenschaften der elektromagnetischen Impulse (EMP) haben sollen wie die, die nach einer nuklearen Explosion in der oberen | Erdatmosphäre entstehen.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Die danach erzeugten elektromagnetischen Impulse (EMP) bestehen aus zwei elektrischen Kompo- I

I nenten: Die erste Komponente bildet den elektrischen Compton- | Strom, der nach dem bekannten Compton-Effekt bei nuklearen Explosionen entsteht. Bei der zweiten, in der Literatur unbekannte Komponente handelt es sich um einen elektrischen Strom bzw. ein elektrisches Feld, das durch die Oszillation eines monopolaren Hybridplasmas entsteht. Beiden Komponenten stellen voneinander unterschiedliche impulsartige Wellen dar, die

I simultan in Superposition verlaufen. In Gleichung I sind die

zwei Komponenten mathematisch dargestellt:

EMP = Pc + Pi I

worin

Pc = Compton-Strom-Komponente
Pi = monopolare Hybridplasma-Strom-Komponente bedeuten.

Die C&npton-Ström-Komponente (Pc) des EMP ist dutch viele Publikatonen in der Literatur bekannt und vorstehend nur kürz wiedergegeben* Die monöpOlare Hybridplasma-Strom-KOmponente (Pi) des EMp ist der elektrische Ström, der durch das hiei* beschifiebene neue Verfahren entsteht* Gemäß der Erfindung können beide Komponenten in einer Vorrichtung erzeugt werden, der insoweit einen neuen EMP-Simulator darstellt und »Hit dem man in der Lage ist, qualitativ die gleichen elektromagnetischen Impulse (EMP) zu erzeugen, die sonst nur nach einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehen.

Die Neuerung wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Dar stellung von Aüsführungsbeispielen näher erläutert.

Eis zeigt schematisch

Fig. 1 ein Ionen-Büschel (ion cluster), das aus einem positiven Ion und einer Mehrzahl von neutralen Gasmolekülen besteht;

Fig. 2 im Schnitt einen Behälter mit einer Vielzahl von positiven Ionen und einer Vielzahl von neutralen Molekülen und einen loneneingang;

Fig* 3 zum Teil im Schnitt und zum Teil in Seitenansicht einen Behälter mit einem loneneingang und einem Röntgenstrahier sowie die_elektrische Ladungsverlagerung von positiven Ionen an der inneren Wand des Behälters;

Fig* 4 in Seitenansicht und zum Teil im Schnittt eine Vorrichtung , die dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend beide Komponenten (Pc) und (Pi) des EMP erzeugt;

Fig. 5 zum Teil im Schnitt und zum Teil in Seitenansicht eine ändere Vorrichtung, die nach dem Verfahren

bei unterirdischen nuklearen Explosionen beide

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Fig. 6 eine graphische Darstellung der zeitlichen Veränderung des elektrischen Feldgradients von beiden Komponenten (Pc + Pi) der elektrontagnetisöhen Impulse, die nach einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehen.

Anhand der Fig. 1-3 sollen zunächst die wesentlichen Merkmmale des physikalischen Vorgangs erläutert werden, der die Entstehung der zweiten Komponente (Pi) des EMP verdeutlicht.

In Fig. 1 ist ein Beispiel eines lonenbüschels (ion cluster) dargestellt, das aus einem positiven Ion 1 und einer Mehrzahl von elektrisch neutralen Gasmolekülen 2 besteht. Ein solches Ionenbüschen ist in der Literatur bekannt. Das positive Ion 1 ist in allen drei Dimensxonen von einer Mehrzahl elektrisch neutraler Gasmoleküle 2 umgeben. Die Bindungskraft zwischen dem Ion 1 und den Molekülen 2 ist ein elektrisches bzw. elektrostatisches Feld, das in der elektrischen Ladung des Ions 1 seinen Ursprung hat. Durch die elektrische: Ladung des Ions 1 wird an den Gasmolekülen 2 ein elektrisches Dipolmoment induziert, wodurch die Anziehungskraft zwischen dem Ion 1 und den Molekülen 2 bedingt ist. Wenn ein solches Ionen-

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büschel durch einen Behälter elektrisch isoliert wird, dann bleibt das Ionenbüschel permanent erhalten. Die Stabilität des Ionenbüschels ist abhängig von der dielektrischen Konstante der Gasmoleküle 2 und ferner von der elektrischen Leitfähigkeit der unmittelbaren Umwelt und von den nichtelastischen Kollisionen des lonenbüschels mit anderen energietragenden Teilchen.

Die potentielle Energie (W) zwischen dem Ion 1 und den Molekülen 2 ist durch folgende mathematische Gleichung II definiert:

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_ (D-1) e _&igr;&tgr;

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D = dielektrische Konstante der Gasmoleküle 2

e = elektrische Ladung des Ions 1

N = Anzahl der Moleküle in 1 cm³

R = Abstand zwischen dem Ion 1 und den Molekülen 2

K = Ludolfsehe Zahl

bedeuten.

Fig. 2 zeigt schematisch ein sogenanntes Polybüschel (poly- cluster), das aus einer Mehrzahl von monopolaren Ionen 1 und au? einer Mehrzahl von Gasmolekülen 2 besteht. Eine so gebildete Mischung aus einer Mehrzahl monöpolarer Ionen mit einer Mehrzahl von elektrisch neutralen Gasmolekülen wird als Hybrid' plasma bezeiehnet. Die positiven Ionen 1 sind mit (+) gekennzeichnet. Jedes &idigr;&oacgr;&eegr; 1 ist so Von einer Mehrzahl Gäsmoleküle

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umgeben, so daß im gesamten Volumen des Behälters 3 eine nahezu vollständige elektrische Symmetrie herrscht. Das bekannte Coulombsche Gesetz bestimmt die abweisende Kraft zwischen den elektrischen Ladungen der monopolaren Ionen 1. Diese Coulombsche Kraft verteilt die Ionen 1 im gesamten Volumen des Behälters 3 zwischen den Gasmolekülen 2 fast perfekt symmetrisch. Der Behälter 3 besteht dabei aus einem elektrischen Isolator, und es ist vorteilhaft, wenn das Material des Behälters 3 eine große dielektrische Konstante hat. Die positiven Ionen 1 werden von einer Ionenquelle (in Fig. 2 nicht dargestellt) durch den Ioneneingang 4 in den Behälter 3 eingebracht (Pfeil 5) und zwar mit einer begrenzten Anzahl. Die begrenzte Anzahl von Ionen 1 ist die sogenannte Saturationszahl, d.h. die Zahl von Ionen 1 im Behälter 3, die das Polybüschel (polycluster) des monopolaren Hybridplasmas noch elektrisch stabil hält. Wenn jedoch nur ein zusätzliches, über die Saturationszahl hinausgehendes Ion 1 in den Behälter 3 gelangt, dann bricht die gesamte elektrische Symmetrie des Polybüschels zusammen, wobei sich die gesamte elektrische Ladung von allen Ionen 1 im Behälter 3 an die innere sphärische Oberfläche des Behälters 3 verlagert, was in Fig. 3 schematisch veranschaulicht ist. Die gesamte elektrische Ladung 6 ist in Fig. 3 mit den in einem Kreis angeordneten Symbolen (+) angedeutet, und die Pfeile 7 kennzeichnen die Richtung, in die sich die elektrische Ladung verlagert hat.

Noch ein weiteres Beispiel mag den elektrischen Zusammenbruch des Pöiybüschaiö verdeutlichen; Wenn die Saturationszahl der

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Ionon I im Behälter 3 erreicht wird und wenn nichts weiter geschieht, dann bleibt ein solches Polybüschel für immer elektrisch stabil. Wenn jedoch ein Impuls aus Röntgenstrahlung 8 den Behälter 3 durchquert, dann werden durch diese Strahlung viele, neutrale Moleküle 2 ionisiert. Die so entstehende zusätzliche Ionisation im Behälter 3 führt zum Zusammenbruch der eiektrischen Symmetrie des gesamten Polybüschels, und die elektrische Ladung verlagert sich genauso wie oben beschrieben und wie in Fig. 3 veranschaulicht. Die Röntgenstrahlung 8 wird von einem angedeuteten Röntgenstrahier 9 ausgestrahlt.

Der bis jetzt beschriebene physikalische Vorgang ist jedoch nicht beendet- und läuft weiter. Der Behälter 3 in Fig. 3 ist mit kleinen Bohrungen 10 versehen, die einen Durchmesser von ca. 4 mm haben und durch die von außen am Behälter 3 eine Antenne 11 hermetisch befestigt ist. Wenn die erste sphärische Welle der elektrischen Ladurtg 6 die metallische Antenne 11 erreicht, beginnt die sogenannte elektrische Kaskadenentladung der Ladung 6 und elektrischer Strom fließt von der Ladung 6 zur Antenne 11. Das elektrische Potential der Antenne 11 steigt dabei enorm schnell an bis ein elektrischer Kurzschluß zwischen der Antenne 11 und der unmittelbaren Umgebung erfolgt. Der so entstehende elektrische Impuls stellt die Komponente (Pi) dar. Es handelt sich dabei um elektrischen Strom, der seinen Ursprung in der Ladung der Ionen hat, die sich in der Zwischenzeit an der inneren Oberfläche des Behälters 3 wellenartig verlagert hat. Es ist wichtig zu wissen, daß die Kinetik

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der Entladung kaskadenförmig verläuft, d.h., die gesamte elektrische Entladung 6 verläuft wellenartig vom Zentrum des sphärischen Behälters 3 nach außen, wie mit Pfeilen 7 angedeutet. Es handelt sich bei diesen Wellen um sphärische Wellen, deren Amplituden einen sphärischen äquipotentieilen Charakter haben. Die Frequenz dieser Amplituden ist enorm groß und ist als eine Oszillation von sphärischen Wellen zu bezeichnen. Der Zusammenbruch der elektrischen Symmetrie des Polybüschels im Behälter 3 dauert einige wenige Nanosekunden und der zeitliche Abstand zwischen zwei Amplituden der sphärischen Wellen liegt im Bereich von Hunderstel- bzw. Tausendstelpicosekunden.

Der gemäß Fig. 3 von der Antenne 11 abgehende elektrische Impuls (Pi) ist eine Folge des Zusammebruchs der elektrischen Symmetrie des monopolaren Hybridplasmas im Behälter 3 und ein auf diese Weise erzeugter elektrischer Impuls (Pi) ist eine reine Komponente der elektromagnetischen Impulse (EMP). Die Komponente (Pi) in Fig. 3 ist deshalb rein und nicht mit der Compton-Komponente (Pc) gemischt, weil die Röntgenstrahlung Uicht auf die Antenne 11 trifft und dort demzufolge kein Compton-Strom nach dem Compton-Effekt entsteht. Wenn man über Kenntnisse der bekannten Compton-Strom-Komponente (Pc) und über die der monopolaren Hybridplasma-"Strom-Komponente (Pi) verfügt/, dann wird die Beschreibung der Vorrichtung zui? Er« zeugung der beiden Komponenten (Pä + Pi) verstehbar.

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Fig. 4 zeigt schemätisch eine Vöifr ishtüng, die aus beiden Komponenten (Pc + Pi) bestehende elektromagnetische! Impulse (EMP) erzeugt und die deshalb im qualitativen Sinne die gleichen sind wie die elektromagnetischen Impulse, welche nach einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehen.

Der monopolare Hybridplasma^Behälter 3 ist am oberen Teil einer Testkammer 13 angebaut. In der Testkammer 13 ist ein militärisches Gerät 14, beispielsweise ein Satellit, durch Antenne 11 an einer Metallplatte 12 befestigt. Entladungsstangen 15 sind so um das Gerät 14 verteilt, daß die elektromagnetischen Impulse (EMP) durch die sensitiven Teile des Satelliten 14 hindurchgehen können. In einer Meßkammer 16 sind an einer gemeinsamen Erdungsleitung 17 mehrere elektrotechnische Einheiten für verschiedene elektrische Kreise eingebaut. Mittels dieser elektrischen Kreise können die physikalischen Parameter der Erdatmosphäre simuliert werden, wie den Ohmschen Widerstand 18, die Kapazität 19 Oder den induktiven Widerstand 20 u.a..

Der Röntgenstrahier 9 ist vertikal oberhalb des Behälters 3 > an einem geeigneten Träger (nicht dargestellt) angeordnet. Ein wichtiges Teil der Vorrichtung ist eine Ionenquelle 21, die die Ionen für das monopolare Hybridplasma erzeugt. Diese ,

ti Ionenquelle 21 besteht aus einer breiten und in ihrer Höhe f

schmalen Ionisationskammer 22, mit zwei Entladungselektroden |

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23 und aus einer HöchfSequenzSpüle 24. Die Entladungselektro-Üen 23 sind Über Leitungen 25 an einer Gleichstrom-Hochspannungsqüelle 26 angeschlossen. Die HochspännUngsqUelle 26 sowie ein Leiter von den Leitungen 25 sind bei 27 geerdet. Ein induktiver Widerstand 29 ist in Reihe zwischen den Elektroden 23 und der Hochspannungsquelle 26 geschaltet, und der Ohmsche Widerstand 28 befindet sich an det geerdeten Leitung 25. Ein Kondensator 30 ist parallel zu den Leitungen 25 angeschlossen. Ein Schalter 31 dient zur Abschaltung der Hochspannungsquelle

26 von den Elektroden 23. |

Die Ionenquelle 21 ist mit einem Rohr 32 aus elektrisch nichtleitendem Material versehen, das eine Gaspumpe 33 aufweist. Ein Kapiliarfilter 34 besteht aus Material mit großer dielektrischer Konstante und ist am Eingang des Rohres 32 am Behälter 3 befestigt.

Im Behälter 3 befindet sich Luft oder ein anderes ausgewähltes Gas bei einem beliebigen absoluten Gasdruck von bspw. 0,1 Torr bis 400 Torr. Mittels der Gaspumpe 33 zirkuliert das Gas im geschlossenen Kreis aus Behälter 3, Rohr 32, weiter äureh die Ionisationskammer 22 und zurück in den Behälter 3 wie. durch Pfeile 5 angedeutet. Pfeile 35 verdeutlichen den ||

Eintritt des Gases ins Rohr 32 durch das Kapillarfilter 34. Die Hochfrequenzspule 24 ist an einen nicht dargestellten Hoch- J frequenzgenerätor angeschlossen. Die elektrische Entladung zwischen den Elektroden 23 erzeugt mit Hilfe der Hochspannungs-

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quelle 26 in dör Ionisationskammer 22 Ionen mit beiden Polaritäten, dihii es wird ein ambipolares Plasma erzeugt. Das elektrische Potential bewirkt durch den öhmschen Widerstand 28, daß die Elektroden 23 ein positives elektrisches Potential gegen Erde erhalten. Die Hochspannungsquelle 26 erzeugt ein positives Potential gegen Erde. Durch ein so entstandenes positives Potential werden in der Ionisationskammer 22 die negativen Ionen blockiert und somit werden in den Behälter 3 nur positive Ionen eingeblasen. Durch den permanenten Gasfluß wird die Anzahl der positiven Ionen im Behälter 3 konstant erhöht. Das Kapillarfilter 34 hat infolge der positiven Ionen eine positive Ladung, und nach dem Coulombschen Gesetz blokkiert eine so gewonnene Ladung des Filters den Eintritt von positiven Ionen ins Rohr 32. Durch diese Blockade passieren nur elektrisch neutrale Moleküle die Kapillaren des Filters und gelangen weiter ins Rohr 32, die Gaspumpe 33 und in die Ionisationskammer 22, in der weitere positive Ionen erzeugt werden, die danach mit dem Gasfluß wieder in den Behälter 3 eingeblasen werden usw.. Durch eine derartige Wiederholte Gaszirkulation mit einer konstanten Gasionisation sowie durch die Blockierung der Ionen im Filter 34 steigt die Anzahl der Ionen .im Behälter 3, wodurch im Behälter 3 ein monopolares Hybridplasma entsteht. Ein so beschriebener Zyklus läuft so lange bis die Anzahl der positiven Ionen im Behälter 3 die oben erwähnte Saturationszahl erreicht. Wenn diese erreicht ist, wird mittels Schalter 31 die Leitung 25 von der Hochspannungsquelle 26 und von Erde 27 abgeschaltet. Gleichzeitig werden die Gaspumpe 33 und die Hochfrequenzspule 24 abgeschaltet und

die Vorrichtung gtämäd iß'ig. 4 ist nun bei'eit, einei) elektromagnetischen Impuls (EMP) aus beiden Komponenten (Pc + Pi) zu erzeugen, Was wie folgt geschieht:

Deif Röntgenstrahier 9 erzeugt einem Rötttgenstrählungsimpulsi 8/ der in den Behälter 3 eintritt, durch die Bohrungen 10 nach unten fließt und danach auf Metallplatte 12 auftrifft. Dabei brj-cht die elektrische Symmetrie des monopolaren Hybridplasiuas im Behälter 3 zusammen, und die sphärischen elektrischen Wellen im Behälter 3 laufen in Richtung zur Innenwand des Behälters 3. Auf diese Weise entsteht die Komponente (Pi). In der gleichen Zeit wird jedoch durch diäs Auf treffen der Röntgenstrahlung 8 auf der Metallplatte 12 der Compton-SUröm erzeugt, d.h, es entsteht die Komponente (Pc). Von diesem Moment an fließen beide Stromkomponenten (Pc + Pi) durch die Metallplatte 12 weiter über die Antenne 11 zum Satelliten 14, dann über die Gaslücke zwischen dem Satellit 14 und den Entladungsstangen 15 und durch die elektrischen Kreise 18, 19, 20 und Erdleitung 17 in die Erde 27. In der Testkammer 13 herrscht ein gewählter Luftdruck, der der Satellitenhöhe in der Erdatmosphäre entspricht. Selbstverständlich werden Geräte und Apparate, die auf Bodenstationen arbeiten, bei normalem Luftdruck in der Testkammer 13 getestete

Es ist wichtig, daß militärische Geräte oder elektronische Komponenten von empfindlichen militärischen Systemen bei verschiedenen Energien der elektromagnetischen Impulse (EMP) getestet werden. Dafür ist es problemlos, unterschiedliche Energien des EMP mittels der Vorrichtung gemäß Fig. 4 zu erzeugen.

Die gesamte Energie des EMP ist die Summe der Energie der Komponente (Pc) und der Komponente (Pi) sowie selbstverständlich deren Verhältnis zueinander (Pc : Pi) im zeitlichen Verlauf.

- Die Energie der Komponente (Pc) ist vom Röntgenstrahlungsfluß und dessen Energie (eV) anhängig, der auf die Metallplatte 12 auftrifft.

- Ferner ist die Energie der Komponente (Pc) von der Größe (Länge &khgr; Breite) der Platte 12, auf die die Röntgenstrahlung auftrifft, und von der Kristallstruktur der Platte 12 abhängig.

- Die Energie der Komponente (Pi) ist von der Anzahl der Ionen 1 im monopolaren Hybridplasma abhängig, d.h., die Energie der Komponente (Pi) ist direkt abhängig vom Volumen des Behälters 3 und vom Gasdruck der neutralen Moleküle 2.

- Die Energie der Komponente (Pi) ist ferner von der elektxischen Ladung der Ionen 1 und von der dielektrischen Konstante (D) der neutralen Moleküle abhängig.

- Die Energie der Komponente (Pi) iat außerdem abhängig von der elektrischen Leitfähigkeit des Gases im Behälter 3, d.h., es besteht auch Abhängigkeit vom Gasdruck, von der Temperatur und von der Ionisation durch kosmische Strahlung.

Das Verhältnis zwischen den beiden Komponenten (Pc j Pi) kann senr unterschiedlich sein, wodurch auch die absolute Energie des elektromagnetischen Impulses (EMP) geringer oder enorm groß sein kann« Wenn dieses Verhältnis z.B. bei 90 % Pc und 10 % Pi liegt, dann ist dies absolute Energie des EMp relativ gering, ist das Verhältnis jedoch 25 % Pö : 75 % Pi/ dann steigt die absolute Energie des eMp um ca. 10⁷ mal gegenüber

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dem Verhältnis von 90 % Pc : 10 % Pi. Die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung ist imstande, elektromagnetische Impulse (EMP) mit verschiedenen Verhältniswerten zwischen (Pc) und (Pi) zu erzeugen, wodurch die absolute Energie des EMP beliebig gesteuert werden kann. .Die Leistung der Vorrichtung in Fig. 4, ausgedrückt in der Anzahl der elektromagnetischem Impulse (EMP) pro Zeiteinheit, ist im wesentlichen von der Leistung der Ionenquelle 21 abhängig. Wenn die Ionenquelle 21 pro Zeiteinheit eine große Anzahl monopolarer Ionen 1 produziert, dann ist die Vorrichtung auch in der Lage, mehr elektromagnetische Impulse (EMP) pro Zeiteinheit zu erzeugen. In Fig. 4 ist das Beispiel einer einfachen Ionenquelle 21 angeführt. Andere, effektivere Ionenquellen können selbstverständlich eine größere Leistung erzielen.

Das Verfahren kann auch mit einer weiteren Vorrichtung durchgeführt werden, wobei die elektromagnetischen Impulse (EMP) gleichfalls aus zwei Komponenten (Pc) und (Pi) bestehen. Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Impulsen (EMP), die bei unterirdischen nuklearen Explosionen entstehen.

Im unterirdischen Raum 36 ist ein Behälter 37 für das monopolare Hybridplasma in Verbindung mit der "festkammer 13 installiert* Der Behälter 37 besteht vorteilhaft aus einem elektrisch nichtleitenden Material mit eineif großen dielektrischen Konstante und ist von der Testkammsr 13 durch eine Wand 38 ge-

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trennfc. Der unterirdische Kanal 39 verbindet den Raum 36 mit dem Raum 40, in dem die nukleare Explosion stattfindet. Ein vertikaler Schacht 41 führt von der Erdoberfläche zum Raum

Bis heute wurden derartige unterirdische nukleare Explosionen ohne den Behälter 37 durchgeführt, in dem sich das monopolare Hybridplasma befindet.

Nach einer Nuklearexplosion im Raum 4O wird ein enorm großer Gammastrahlungsfluß 42 durch Schacht 39 zum Behälter 37 geführt, in dem sich das oben beschriebene monopolare Hybridplasma, das sich unmittelbar vor der nuklearen Explosion im Raum 40 im oben beschriebenen Saturationszustand befindet. Durch die zusätzliche Ionisation der neutralen Moleküle im Behälter 37, die durch die Gammastrahlung 42 bei der Explosion erfolgt, wird der elektrische Zusammenbruch (collapse) des Hybridplasmas im Behälter 37 ausgelöst, wobei die Komponente (Pi) im Behälter 37 erzeugt wird. Die Gammastrahlung fließt durch die Bohrungen 10 in der Wand 38 und trifft auf die Metallplatte 12 auf, wo entsprechend dem bekannten Compton-Effekt die Komponente (Pc) erzeugt wird. Nach einem solchen physikalischen Doppelvorgang werden die beiden Komponenten (Pc) und (Pi) gemeinsam an das zu testende militärische Gerät 14 übertragen. Wenn das elektrische Potential des Gkcätes 14 innerhalb einer kurzen Zeit eine entsprechende G'röße erreicht, dann erfolgt zwischen dem Gerät 14 und den

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Entladungsstangen 15 eine elektrische Entladung. Die Entladur>.gs stangen 15 sind mitähnlichen elektrischen Kreisen (18, 19, 20), wie in Fig. 4, verbunden. So werden mittels der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung die elektromagnetischen Impulse (EMP) erzeugt, die aus den beiden Komponenten (Pc) und (Pi) bestehen. Bis heute hat man bei unterirdischen nuklearen Explosionen stets nur die Komponente (Pc), d.h., ien Compton-Strom, erzeugt, ohne die zusätzliche Komponente (Pi). Eine Blockierungswand 43 stellt einen Mechanismus dar, der den Schacht 39 bereits während der Explosion zu schließen beginnt, um dadurch die Einrichtung im Raum 36 vor einer Zerstörung zu schützen. Der Kanal 39 steht in der Regel unter Vacuum und ist deshalb weitaus komplizierter als dargestellt. Die Stärke des nuklearen Sprengkopfes liegt für einen solchen Test zwischen 1,7 Kilotonnen (TNT) äquivalent und 170 Kilotonnen (TNT) äquivalent *

Es ist wichtig das Volumen des Behälters 37 und den absolut ten Gasdruck im Behälter 37 präzise zu berechnen und diese im Verhältnis zum Gammastrahlungsfluß 42 anzupassen. Derartige Berechnungen sind für die absolute Energie der elektromagnetischen Impulse (EMP), die durch das Verhältnis zwischen (Pc) und (Pi) bestimmt werden, entscheidend.

Durch die Wand des Behälters 37 sind elektrische Leitungen 44 geführt, an deiren Enden Entladungselektröden 45 angeordnet eindr die eine Bedeutung hei der überprüfung des monogölaren

26

Hybridpiasmas vöt der nuklearen Explosion haben&diams; Das möhopolaüe HybfidpläSmä im Behälter 37 muß nämlich wiederholt vor
der Explosion überprüft Werden. Dies geschieht folgendermaßen&iacgr;

Wenn im Behälter 37 das monopolara Hybridplasma den Satura- *

tionszustand erreicht hat, dann wird zwischen den Elektroden I

45 eine küifa andauernde elektrische Entladung erzeugt. Dies |

geschieht, wenn die Leitungen 44 an eine Hochspännungsquelle t

(nicht dargestellt) angeschlossen sind. Nach einer Solchen |

elektrischen Entladung bricht die elektrische Symmetrie das |

monopolaren Hybridpläsmäs im Behaltet 37 zusammen* Dabei wird |

die Komponente (Pi) erzeugt. Man kann jene Proben mehrere Ma- | Ie hintereinander wiederholen. Die Ionen worden dutch den

Ioneneingang 4 gemäß dem oben beschriebenen Verfahren in den f

Behälter 37 geführt. Diese Vorrichtung zur Erzeugung von elek- ||

tromagnetischen Impulsen (EMP) mit beiden Komponenten (Pc) und |

(Pi) ist im Prinzip die gleiche wie die in Fig. 4, und der Un- ^e

terschied zwischen diesen beiden Vorrichtungen besteht nur in i

der Gammastrahlungs- bzw. der Röntgenstrahlungsquelle. In §

Fig. 4 ist dies ein Röntgenstrahier 9 und im Falle der Fig. 5 f

f ist diese Quelle eine nukleare Explosion im unterirdischen 1

Raum 40. t

Für den Fachmann wird aufgrund der Ausbildung der Vorrichtung
gem. Fig. 4, 5 ohne weiteres erkennbar, daß das Verhältnis
zwischen der Komponente (Pc) und der Komponente (Pi) des EMP &ggr; mittels der Parameter dieser Vorrichtungen physikalisch ein- |

fach einstellbar ist. |

« 4

·'*·· ·&diams; es se

Die Vorteile der beiden Vorrichtungen gegenüber den bekannt&tt EMP-Simülatoren bestehen darin, daß die erzeugten elektromagnetischen Impulse (EMP) aus den zwei Komponenten (Pc) und (Pi) bestehen und die so erzeugten EMP alle physikalischen Eigenschaften wie die elektromagnetischen Impulse (EMf) haben, die nach einer nuklearen Explosion in der oberen EiTd-* atmosphäre entstehen.

Beobachtungen bei nuklearen Explosionen in der oberen Erdatmosphäre haben bestätigt, daß die elektromagnetischen Im^ pulse (EMP) mit einer größeren Energie erzeugt werden, wenn die nukleare Explosion in einer Höhe zwischen 350 km und 450 km über der Erdoberfläche erfolgt. Alle anderen nukieaj.cn Explosionen, die unter oder über dieser Grenze stattfanden, haben entweder ganz schwache öder überhaupt keine elektromagnetischen Impulse erzeugt. Ferner haben die gemachten Erfahrungen gezeigt, daß die Energie des EMP von vielen physikalischen Parametern abhängig ist, nämlich bspw. von

- der Tages- und Jahreszeit der nuklearen Explosion,

- der geographischen Position,

- den Fragmenten des nuklearen Sprengkopfes nach, der Explosion,

- dem Zeitabstand zwischen zwei hintereinander erfolgenden Explosionen,

- der geographischen Distanz zwischen zwei hintereinander stattfindenden nuklearen Explosionen,

- dem geomagnetischen Feld,

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- der kosmischen Strahlung und sogar von

- dei' Sorinenaktivität u.a.

Is ist bekannt/ daß die oberen Schichten der Erdatmosphäre aus ionisiertem Gas, d.h., aus Plasma bestehen. Diese Schichten und Plasmen sind relativ gut erforscht. Es ist ferner bekannt * daß ganze Regionen in der oberen Erdatmosphäre aus iionopolaren Ionen bestehen, wie aus positiven Ionen, negativen Ionen, Elektronen, Moleküle-Ion-Büschel (cluster), Elektronenschwärme, Mölekül-Elektron-^BÜschel (cluster) u.a.. Ferner ist bekannt, daß die elektrische Symmetrie solcher Regionen durch die Dynamik der oberen Schichten der Erdatmosphäre seitlich schnell verändert wird und sich dabei immer wieder qualitativ neue Plasmaregiöneh bilden. Gerade diese Regionen des atmosphärischen Plasmas sind zum Teil die Energiequelle für die Pi-Komponente der elektromagnetischen Impulse (EiMP) , die nach nuklearen Explosionen in der oberen Erdatmosphäre entstehen.

Ferner sind die nuklearen Explosionen selbst und die danach expandierten Bombenfragmente, -teilchen sowie das Bombenpias-&bull;mä selbst und die relativistischen Eleltronen, die aus dem Zerfall der Spaltenprodukte (Fission Products Decay) resultieren und das im Zusammenhang mit dem geomagnetischen Feld und dem danach künstlich geformten Van Allen Belt (Van Allen Gürtel) und zusätzlichen physikalischen Parametern, die über die Energie des EMP entscheiden. Nicht zuletzt die sogenannte Plasmablase (Plasma Bubble), die im geomagnetischen Feld einer

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nuklearen Explosion hoch oben, über dor Erdoberfläche entsteht/ partizipiert bei der Eriefgiesünt'ue der elektromagnetischen IW-pulse (EMp). Alle genannten physikalischen Parameter habe« ihren Ursprung im monopolaren Ilybridplaöma/ das durch nabüi'^ liehe Phänomene Und durch die nukleare Explosion selbst entsteht. Ohne ein so existierendes Hybridpläsina in der oberen Erdatmosphäre würde die Komponente (Pi) in den elektromagnetischen Impulsen (EMP) nicht vorhanden sein.

Fast alle diese natürlichen Parameter, welche die Gesamtenergie der elektromagnetischen Impulse (EMP) determinieren/ sind mittels der Vorrichtungen gemäß Fig. 4, 5 simulierbar*

Fig. 6 zeigt eine graphische Darstellung, die ein Beispiel von elektromagnetischen Impulsen (EMP) schematisch zeiyt, üie nach einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehen. Tatsächlich handelt es sich bei diesen elektromagnetischen Impulsen (EMP) um Schwebungen mit mehreren überlagerten Frequenzen, die sich zum Teil nur wenig voneinander unterscheiden, und teilweise sind diese Frequenzunterschiede enorm groß.

Das Diagramm in Fig. 6 zeigt die Abhängigkeit des Potential* gradienten in Volt pro Meter-von der Zeit. Die wichtigste Frequenz dieser Schwebungen ist die oben beschrieben Oszillation des Hybridplasmas. Das Hybridplasma oszilliert in Form von sphärischen Wellen, die sich vom Zentrum des Behälters 3

zur inneren Wand des Behälters hin ausbreiten (Fig. 3). In Fig. 6 sind diese Oszillationen mit Os bezeichnet und befinden sich am steigenden Teil eines jeden .Impulses der Schwebungen. Die Oszillation der sphärischen Wellen ist das oszillierende elektrische Feld, das zur Komponente (Pi) gehört.

Mit einer komplizierten theoretisch-mathematischen Berechnung wurde festgestellt, daß der physikalische Vorgang, der den Zusammebruch der elektrischen Symmetrie des Polybüschels (polycluster) definiert, die Oszillation (Os) am steigenden Teil der elektromagnetischen Impulse (EMI¹) ist. Die sphärischen Wellen der Komponente (Pi) folgen in hunderteLei oder sogar in tausendstel Picosekunden hinhereinander und bilden die enorm große Frequenz (Os) jener Schwebungen, die der Grund dafür ist, warum diese Komponente (Pi) eine enorm große Energie hat. Experimentell ist nachgewiesen, daß der elektrische Strom der Komponente (Pi) durch alle bekannten elektrischen Isolatoren hindurchgeht, die aus keramischem Material, Porzellan, Glas und auf der Basis von Graphit hergestellt sind. Dieser Strom weist eine enorm große Abweichung vom Ohmschen Gesetz auf und hat kaum die bekannten galvanischen Eigenschaften. Der elektrische Strom der Komponente (Pi) "fließt" z.B. durch einen 1 m langen und im Querschnitt 1,3 cm großen keramischen Stab "hindurch", ohne daß an dessen Ende eine elektrische Spannung gemessen werden konnte* Das selbe keramische Material hat eine elektrische Spannung von 2,8 Millionen Volt pro Meter Länge zwlödheh dei? KUgelelektrode deö Van de GUääfir GeneifätöUä und deli Elide ausgehalfeen. Es wurden auch

andere Eigenschaften jenes Stromes untersucht und festgestellt, daß man die physikalischen Eigenschaften dieses Stromes nur mit der enorm großen Frequenz dieses Stromes erklären kann.

Nur perfekte Kenntnisse über alle physikalischen Eigenschaften der elektromagnetischen Impulse (KMP) und hauptsächlich über die Eigenschaften der Komponente (Pi) können zu einem Erfolg führen, um die Schutzmaterialien gegen die Vernichtungskraft der elektromagnetischen Impulse (EMP) für alle bekannten militärischen Einrichtungen zu finden, die hauptsächlich vom quantitativen Verhältnis zwischen der Komponente (Pc) und der Komponente (Pi) abhängig ist:

EMP = Pc + Pi.

Mit den in Fig. 4, 5 dargestellten Vorrichtungen ist man jedoch Imstande, diese notwendigen wisisenschaf tlichen und technischen Kenntnisse zu erforschen.

Claims (2)

&bgr; * ■ ■ I · I I .· : ·: :.··..,■·. ,· Patentanwälte * ' * * "..**..* ",. , Dlpl.-lrtg. Amthor DlfWng. Wolf 6450 Hanau 7 - 1 - (15 6,&Lgr;5) Sohutzansprtiche!

1.Vorrichtungzur Erzeugung elektromagnetischer Impulse, die Kit bei einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehenden Impulsen vergleichbar sind,

gekennzeichnet

durch eine Plasmakammer (3) aus elektrisch neutralem Material und eine dieser zugeordneten Testkammer (13), in die eine Entladungsantenne (11) der Plasmakammer (3) ragt, in die eine Ionenquelle (21) einmündet, die saugseitig ebenfalls mit der Plasmakammer (3) in Verbindung steht, wobei die Einmündung zur Ionenquelle (21) und .^eren Ausmündung außerhalb des Anordnungsbereiches der Entladungsantenne und des diesem gegenüber befindlichen Eintrittsbereiches für die Zuführung zusätzlicher Ionisationsener-

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\ gie angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch T , dadurch gekennzeichnet , daß außen an der Plasmakammer

(3) im Eintrittsbereich für zusätzliche Ionisationsenergie eine Röntgenstrahlungsquelle (9) angeordnet ist.

. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2-, dadurch gekennzeichnet , daß die Einmündung zur

Ionenquelle (21) mit einem Kapillarfilter (34) aus einem

jf Material mit einer großen dielektrischen Konstante verse-

k . hen ist.

4· . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1. bis 3 , d a dur.ch gekennzeichnet, daß eine erste Entladungselektrode (23) der Ionenquelle (21) durch einen induktiven Widerstand (29) mit einer Gleichstrom-Hochspannungsquelle (26) verbunden ist und eine zweite Entladungselektrode (23) durch einen Ohmschen Widerstand (28) mit der Erde (27) und der Hochspannungsquelle (26) verbunden ist.

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