身手不凡的粒子束武器

何谓粒子束武器？顾名思义，就是利用微观粒子构成的定向能量束去摧毁目标的武器。亦被称为“束流武器”或“射束武器”。什么是微观粒子？这些微观粒子又是怎样形成高能定向束流的？下面我就向大家作一些粗浅的介绍。

大家知道，世界是物质的。物质由分子组成，分子由原子组成。原子又可分为原子核和电子。而原子核又包含着带正电荷的质子和不带电荷的中子。物理学中把电子、质子、中子等这些极其微小的粒子称为“微观粒子”。

现代科学证明，原子的结构很像我们居住的太阳系，原子核像太阳一样位于原子的中央，电子就象行星围绕太阳运行那样，围绕着原子核旋转。原子核带有正电荷，电子带有负电荷。因为不同极性的电荷具有互相吸引的特性，所以原子核靠着这种正负电荷的吸引力，将高速运动的电子束缚在它的周围。正常的情况下，原子核所带的正电荷数与核外电子所带的负电荷数目相等，所以整个原子呈中性状态，对外不显电性。

但是，这些中性原子受到放电、射线等外界因素的作用力，核外电子就会获得一定的能量，因而也就会克服原子核的引力而脱离轨道，变成了自由电子。这时中性原子就变成了一对带电的粒子，即带负电的自由电子和带正电的离子。另外通过外界条件影响，也还可以使原子获得电子而变成带负电的离子。总而言之，如果利用一些特殊的方法，那么就可以从原子中获得人们所需要的电子、质子、中子以及离子等不同的微观粒子。但是，要用这些极其微小的粒子作为“子弹”或“炮弹”去毁伤目标，也许有人会认为这是一种不可思议的事情。因为谁都知道，子弹或炮弹的个头越大它的威力也就越大。而这样又小又轻的粒子怎么能够变成“炮弹”呢？它们又是怎样具备了足以摧毁目标的巨大动能呢？

物理学的理论告诉我们，凡是具有一定质量的物体，它的速度越大，那么它具有的动能也就越大。比如步枪子弹，虽然它的重量仅有几克，但是当子弹在枪膛里被火药燃气加速后，便具有很大的动能，不仅可以飞行较远的距离，而且还可以击穿若干毫米厚的钢板。同理，虽然电子、质子、离子等微观粒子体积很小，但是它们也都具有质量，如果能使它们获得极高的速度，那么也就具有了一定的动能。特别是许许多多的粒子汇聚成一股高速运动的密集束流时，就将会产生极大的动能，也就能像子弹或炮弹那样将坚硬的目标击毁。

显而易见，能否使小小粒子具备强大的动能，其关键的问题是如何使微观粒子获得极大的速度。怎样才能给微观粒子加速呢？我们知道，电和磁都具有异性相吸、同性相斥的特性。那么带电粒子在电场中同样也会受到电场极性的作用力。

人们根据这个道理，制造出一种专门加速粒子的特殊装置，称它为粒子加速器。带电粒子进入加速器后就会被加速到所需要的速度。当然这种加速不是由电场对粒子进行一、二次巨大的冲击而完成的，而是通过多次重复而又方向一致的加速来使粒子的速度越来越大。这如同人造卫星要获得所需要的速度时，是由多级运载火箭经过多次加速而完成的一样。具体地说，在直线加速器中，按一定距离依次排列着若干个加速电场。如果每个电场对带电粒子的作用力方向一致，那么带电粒子就会不断地被加速，这如同打秋千一样，如果每次用力的方向都和秋千运动的方向一致，那么秋千就会越荡越高。粒子经过一次又一次的加速，最后就可以获得所需要的速度。当这些微观粒子的速度越来越高时，它们所具有的能量也就越来越大、粒子束武器要求粒子的速度要接近每秒30万公里的光速，可以想象，这些小小粒子所具有的能量就不能小看了。这些高速运动的一个个微观粒子，就变成了一颗颗具有很大动能的“炮弹”。

虽然小小粒子变成了一颗颗具有很大动能的“炮弹”，但是少量的粒子所具有的能量仍然不足以毁伤任何目标，必须将大量的粒子集中起来，使之形成一股极为狭窄的高能定向束流。这样的粒子束流才具备极大的能量，并足以摧毁所攻击的目标、粒子束武器也由此而得名。