DE3706385A1

DE3706385A1 - Method and device for producing (generating) electromagnetic pulses

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Publication number: DE3706385A1
Application number: DE19873706385
Authority: DE
Inventors: Pavel Dr Imris
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-02-27
Filing date: 1987-02-27
Publication date: 1988-09-08

Abstract

Published without abstract.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung elektromagnetischer Impulse, die mit bei ei ner nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entste henden Impulsen vergleichbar sind.The invention relates to a method and a device for the generation of electromagnetic impulses with ei a nuclear explosion in the upper atmosphere impulses are comparable.

Zur Erzeugung derartiger Impulse sind in der Fachliteratur Geräte mit der Bezeichnung "EMP-Simulatoren" bekannt, wobei die Abkürzung EMP für den englischen Begriff "Electro Magne tic Pulse" steht. Bei diesen Impulserzeugern handelt es sich um enorm große Laborgeräte, die den Zweck haben, zunächst Röntgenstrahlung zu erzeugen. Danach werden mit dieser Strah lung metallische Teile von elektrotechnischen oder elektroni schen Einrichtungen bestrahlt, wodurch aufgrund des Compton- Effektes sogenannter Compton-Strom erzeugt wird. Mit diesem bekannten physikalischen Vorgang wird versucht, die elektro magnetischen Impulse (EMP) zu simulieren, die nach einer nu klearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehen. Bei so bestrahlten Systemen handelt es sich insbesondere um mili tärische Kommunikations-, Kommando- und Navigationseinrich tungen, 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- Simulatoren zur Erzeugung vergleichbarer elektromagnetischer Impulse versucht man Isolationsmöglichkeiten herauszufinden, die solche Systeme vor dem EMP schützen soll. To generate such impulses are in the specialist literature Devices known as "EMP simulators", where the abbreviation EMP for the English term "Electro Magne tic Pulse ". These pulse generators are about huge laboratory devices that have the purpose, first of all Generate x-rays. Then use this beam lung metallic parts of electrotechnical or electronics irradiated facilities, which due to the Compton So-called Compton current effect is generated. With this known physical process is trying to electro to simulate magnetic impulses (EMP) after a nu clear explosion in the upper atmosphere. At systems irradiated in this way are in particular mili Tary communication, command and navigation device in the event of a nuclear explosion by the EMP Impact should not lose its function. By a Laboratory radiation of such systems with the help of EMP Simulators for the generation of comparable electromagnetic One tries to find out impulses which should protect such systems from the EMP.

Seit dem Ende der 50er Jahre ist nämlich bei nuklearen Ex plosionen in der oberen Erdatmosphäre beobachtet worden, daß sich unmittelbar nach der Explosion Hochspannungswellen 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 be trägt 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 demzu folge in der Lage, elektronische und elektrotechnische Ein richtungen aller Art außer Betrieb zu setzen.Since the end of the 1950s there has been a nuclear explosion explosions in the upper atmosphere have been observed that high voltage waves in immediately after the explosion spread three-dimensional direction, their potential gradient at a certain distance from the explosion center between 50,000 volts per meter and 1.8 million volts per meter bears and is even higher under specific conditions. Such impulsive waves have an enormous amount of energy as well as an enormous penetration for electrical conductors, Semiconductors, but also electrical insulators and are for that able to follow electronic and electrical engineering to put all kinds of directions out of operation.

Im Falle nuklearer Explosionen will man natürlich solche Ein richtungen funktionsfähig halten, und deshalb sucht man nach Schutzmöglichkeiten, um diese Einrichtungen vor der destruk tiven Kraft solcher Impulse zu schützen und betriebsfähig zu halten. Ferner wird nach neuen Kommunikationssystemen ge sucht (z. B. auf Basis Fiberglas-Optik u. a.), die die herkömm lichen elektronischen Systeme ersetzen und dem verheerenden Einfluß der EMP standhalten sollen. Für eine derartige kostenintensi ve 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 Erdatmos phäre entstehen. In the case of nuclear explosions, of course, you want one keep directions functional and that's why you're looking for Protection options to protect these facilities from destruk to protect the creative power of such impulses and make them operational hold. Furthermore, new communication systems are being used searches (e.g. based on fiberglass optics, etc.) that the conventional lichen electronic systems and the devastating influence to withstand the EMP. For such an expensive ve and sophisticated research you need facilities with which one is able to compare and accordingly generate high-energy electromagnetic pulses (EMP) like after a nuclear explosion in the upper Earth's atmosphere sphere arise.

Die im Versuch erzeugten elektromagnetischen Impulse müssen unbedingt die verlangte Qualität haben, denn anderenfalls können alle Forschungsbemühungen zu keinem befriedigenden Er gebnis führen. Aus der Fachliteratur sowie aus anderen Quellen ist bekannt, daß es bis heute nicht gelungen ist, Vorrichtun gen zu erstellen, die dies zu leisten in der Lage sind und so weit bekannt, werden zur Zeit auch keine neuen Versuche für den Bau eines solchen EMP-Simulators unternommen, nämlich da von ausgehend, daß solche EMP-Simulatoren mit vergleichbarer Leistung nicht herstellbar seien. Hauptsächlich aus dem Grund de werden immer noch unterirdische nukleare Explosionen durch geführt, um auf diesem Wege solche leistungsfähigen elektro magnetischen Impulse (EMP) zu erzeugen, wobei man davon aus geht, daß dabei Impulse von der gleichen Qualität erzeugt wer den wie sie nach einer nuklearen Explosion in der oberen Erd atmosphäre entstehen. Unterirdische Kanäle und Tunnel werden dabei sternförmig und in gerader Erstreckung vom Zentrum der nuklearen Explosion aus verlaufend angelegt, an deren Enden in speziellen experimentellen Vacuumkammern beispielsweise ins besondere 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.The electromagnetic pulses generated in the experiment must necessarily have the required quality, otherwise can all research efforts to a satisfactory Er result. From the specialist literature as well as from other sources it is known that up to now it has not been possible to implement to create conditions that are capable of this and so widely known, no new attempts for undertaken the construction of such an EMP simulator, namely there assuming that such EMP simulators with comparable Performance can not be produced. Mainly for the reason de are still going through underground nuclear explosions led to such powerful electro in this way generate magnetic pulses (EMP), assuming is going to generate impulses of the same quality the one after a nuclear explosion in the upper earth atmosphere. Underground canals and tunnels will be thereby star-shaped and in a straight extension from the center of the nuclear explosion created from trending, at the ends in special experimental vacuum chambers, for example ins special military satellites installed and tested will. So-called "hardening" was tested, in German "Hardening" in order to protect against the technical To achieve the destructive power of the EMP.

Die Mißkonzeption eines solchen Projektes wird mit der hier vorliegenden Erfindung begründet und bewiesen, d. h., auch die bei den unterirdisch durchgeführten nuklearen Explosio nen gemessenen experimentellen Daten sind nicht korrekt. The misconception of such a project is solved with the here established and demonstrated the present invention, d. i.e., too those of the underground explosions The measured experimental data are incorrect.

Ebenfalls seit Ende der 50er Jahre wissen einschlägige Fach kreise, daß elektromagnetische Impulse (EMP), die nach einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehen, 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 Vacuumröhren, wie Dioden, Trioden u. a., nach der Explosion für mindestens mehrere Minuten durch die elektro statische Ladung außer Betrieb gesetzt werden. Für den Fall nuklearer Explosionen sind bestimmte Prioritäten zu beachten, die klarstellen, welche elektronischen und elektrotechnischen Systeme axiomatisch funktionieren müssen. Eine dieser Priori täten ist das bekannte C³-System. Das Akronym C³ bedeutet in der englischsprachigen Literatur: Command, Control, Communi cation. Im weitesten Sinne gehören zu solchen Systemen Ein richtungen wie Telefon, Telegraf, Radio, Radar, Computer, mi litärische Satelliten und selbstverständlich Energiequellen wie Kraftwerke, Stromversorgungsnetze und kleinere lokale Ener giequellen. Alle diese Einrichtungen bestehen zum Teil aus elektrischen Leitern, Halbleitern, Isolatoren, Relais, Gleich richtern und hauptsächlich aus elektronischen integrierten Kreisen, die aus Germanium- oder Siliciumkristallen herge stellt sind, die durch die elektromagnetischen Impulse be schädigt und funktionsunfähig werden, weil dabei die Germa nium- bzw. Siliciumdioden rekristallisieren und deren Funktion nicht mehr gegeben ist. Die Vernichtungskraft der elektroma gnetischen Impulse ist direkt proportional zur Energie dieser 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 teureren Forschung. Ein Schutz der genannten militärischen Einrichtungen vor der Vernichtungs kraft der elektromagnetischen Impulse wird jedoch nur dann möglich sein, wenn man über die speziellen Kenntnisse der Physik dieser Impulse verfügt.Also since the late 1950s, relevant circles of experts have known that electromagnetic impulses (EMP), which arise after a nuclear explosion in the upper atmosphere of the earth, cause enormous damage to all electronic and electrotechnical devices even at a great distance from the explosion center, and it is known that the classic vacuum tubes, such as diodes, triodes, etc., are put out of operation for at least several minutes after the explosion by the electrostatic charge. In the event of a nuclear explosion, certain priorities must be observed that clarify which electronic and electrotechnical systems must function axiomatically. One of these priorities is the well-known C ³ system. The acronym C ³ in English-language literature means: Command, Control, Communication. In the broadest sense, such systems include equipment such as telephones, telegraphs, radio, radar, computers, military satellites and, of course, energy sources such as power plants, power supply networks and smaller local energy sources. All of these facilities consist in part of electrical conductors, semiconductors, insulators, relays, rectifiers and mainly electronic integrated circuits, which are made of germanium or silicon crystals, which are damaged by the electromagnetic impulses and become inoperative because the germa recrystallize nium or silicon diodes and their function is no longer given. The destructive power of the electromagnetic impulses is directly proportional to the energy of these impulses. However, it is still not known to which parameters the energy of the electromagnetic pulses depends. This lack of knowledge leads to more and more complicated and therefore more expensive research. Protection of the aforementioned military facilities against the destruction of the electromagnetic impulses will, however, only be possible if one has the special knowledge of the physics of these impulses.

Für den Verteidigungsfall wird deshalb die Garantie gefordert, daß die elektronischen und elektrotechnischen Systeme bei ei nem nuklearen Angriff unverletzbar bleiben. Dabei gibt nicht nur das C³-System, sondern insbesondere auch das sogenannte SSS-System (Strategic Satellite System) Anlaß zur Besorgnis, denn damit muß im Falle eines nuklearen Überfalles die soge nannte "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 Sprengkopfträgern, einschließlich Schiffe und Flugzeugen.In the event of a defense, a guarantee is therefore required that the electronic and electrotechnical systems remain invulnerable in the event of a nuclear attack. Not only the C ³ system, but also the so-called SSS system (Strategic Satellite System) is a cause for concern, because in the event of a nuclear attack the so-called "Emergency Action Message" (EAM) has to be transmitted. Many sensitive electronic components of this system are vulnerable to the impact of electromagnetic impulses in all "emergency channels", as well as the satellite ground stations and also the "launch control centers" (launch bases) of strategically nuclear warhead carriers, including ships and aircraft.

Alle diese verletzbaren Systeme sind davon abhängig, was für eine Oberfläche, insbesondere metallische Oberfläche dem Ein fluß solcher gefährlicher elektromagnetischer Impulse ausge setzt ist. Je größer diese Oberfläche ist, um so größer ist auch die Verletzbarkeit. All of these vulnerable systems depend on what a surface, in particular a metallic surface flow of such dangerous electromagnetic impulses sets is. The larger this surface, the larger also vulnerability.

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 elektro nischen und elektrotechnischen Einrichtungen so zu schützen und zu konstruieren, daß deren Funktion auch nach einer Be aufschlagung 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 Ex plosion in der oberen Erdatmosphäre entstehen. Nur wenn mit solchen vergleichbaren elektromagnetischen Impulsen Untersu chungen 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.In the ongoing modernization of electronic systems are becoming more and more integrated electronic and digital Circles used in particular by the effect of such electromagnetic pulses are extremely vulnerable and it is a huge task, all such electro to protect African and electrical equipment and to construct that their function even after loading received impact with the electromagnetic pulses remains. Procedures are needed to achieve this goal and devices with which comparable electromagnetic Impulses can be generated as in a nuclear Ex plosion in the upper atmosphere. Only if with such comparable electromagnetic impulses can be decided, whether a certain "hardening" of a system is sufficient or whether possibly completely new physical and technical ways of protection those vulnerable systems have to be followed.

Zu Beginn der 70er Jahre hat man in den Harry Diamond Labora tories (USA) einen sehr großen Röntgenstrahler als EMP-Simu lator hergestellt, der z. Zt. nicht mehr benutzt wird, weil dieser, wie sich gezeigt hat, imstande ist, vergleichbare elektromagnetische Impulse zu erzeugen.At the beginning of the 1970s, Harry Diamond Labora tories (USA) a very large X-ray emitter as EMP-Simu lator manufactured, the z. Is no longer used because this, as has been shown, is capable of being comparable generate electromagnetic pulses.

Ein weiterer großer EMP-Simulator, der als ein Hybrid Hoch spannungs- und Röntgenstrahlung erzeugt, wurde auf ein Groß flugzeug angewendet und mit dem Ziel getestet, um ein ent sprechendes "Hardening" für dessen elektronische Kreise gegen den EMP zu finden. Auch dabei wurde festgestellt, daß die ser Simulator nicht imstande ist, vergleichbare elektroma gnetische Impulse zu erzeugen, so daß auch dieser nicht mehr im Einsatz ist.Another great EMP simulator that works as a hybrid high voltage and x-rays were generated on a large scale aircraft applied and tested with the aim of an ent speaking "hardening" for its electronic circuits against to find the EMP. It was also found that the This simulator is unable to perform comparable electroma generate genetic impulses, so that this no longer is in use.

Alle bisher mit EMP-Simulatoren durchgeführten Studien, auch im Bereich von amerikanischen und europäischen Universitäten und speziellen Forschungseinrichtungen, haben bestätigt, daß alle bekannten EMP-Simulatoren nicht imstande sind, elektro magnetische Impulse in vergleichbarer Qualität zu erzeugen, wie sie bei einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmos phäre auftritt. Aus diesem Grunde war und ist man dazu ge zwungen, 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 Im pulse nicht mit den Impulsen vergleichbar, welche bei einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehen.All studies done with EMP simulators so far, too in the field of American and European universities and special research institutes have confirmed that all known EMP simulators are not capable of being electrical generate magnetic impulses of comparable quality like a nuclear explosion in the upper Earth's atmosphere sphere occurs. For this reason it was and is done forced to perform underground nuclear explosions to the resulting high intensity of the gamma radiation Generation of electromagnetic pulses to take advantage of the is also much larger than that with the "Aurora" simulator producible. Regardless of this, however, those in the electromagnetic channels arising in underground channels pulse not comparable with the impulses which nuclear explosion in the upper atmosphere.

Theoretisch wird dabei davon ausgegangen, daß die elektroma gnetischen Impulse (EMP) nach einer nuklearen Explosion nichts anderes sind als der sogenannte Compton-Strom nach dem bekann ten Compton-Effekt gemäß dem durch ein auf Metall treffendes Photon ein Elektron abgibt. Das Photon hat seinen Ursprung in der Gammastrahlung, die bei einer nuklearen Explosion entsteht. Theoretically, it is assumed that the electroma magnetic impulses (EMP) after a nuclear explosion are different than the so-called Compton current after the known ten Compton effect according to that of a striking metal Photon emits an electron. The photon has its origin in the gamma radiation that arises from a nuclear explosion.

Wenn ein nuklearer Sprengkopf von 1 Megatonne TNT-Äquivalent explodiert, entsteht dabei innerhalb von wenigen Nanosekun den eine Gesamtenergie von 4,2 × 10¹⁵ Joule. Von der genann ten 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 Neutro nen mit Luftmolekülen und teilweise mit der Erdoberfläche, wird eine zusätzliche Gammastrahlung erzeugt. Nach dem Compton- Effekt erzeugt jedes 1 MeV Gammastrahlung ca. 30 000 Elektron- Ion-Paare im sogenannten physikalischen Kaskadenprozeß. In ei ner 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 beson derer radialer elektrischer Strom in die Richtung des Poten tialgradients. Gleichzeitig bildet ein elektrisches Feld sphärische Äquipotentialwellen. Das elektrische Feld erreicht den Saturationswert zwischen 50 kV/m und 1,8 MV/m. das satu rierte elektrische Feld bleibt ca. 25 Nanosekunden in der Hö he von 30 bis 40 km über der Erdoberfläche. Andere Höhen ha ben eine andere Zeitdauer. Innerhalb dieser Zeit fließt ein typischer radialer Compton-Strom in der Richtung, in der die erste sphärische Äquipotentialwelle ein Objekt erreicht, durch das sie sich sozusagen entladen kann. Ein so entstehen der Compton-Strom ist teilweise mittels der bekannten mathe matischen Bruce-Golde-Gleichung definierbar, die die Propor tionalität zwischen dem Gammastrahlungsfluß und dem Compton- Strom zeigt. Ein auf diese Weise entstehender kurz andauern der elektrischer Strom hat nach dieser Theorie eine Frequenz von ca. 60 MHz und mehrere andere harmonische Wellen und Schwebungen. Eine typische transversale Welle des Compton- Stroms hat eine Frequenz von ca. 3,5 MHz. Solche 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 con ca. 50 kV/m. Die ge mäß 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 Arbeitsgrundlage für die Erfor schung der destruktiven Kraft der elektromagnetischen Impul se (EMP). Alle bekannten EMP-Simulatoren, Vorrichtungen und Apparate, die zum Stand der Technik gehören, wurden auf Ba sis dieser EMP-Compton-Theorie entwickelt.If a nuclear warhead of 1 megatonne TNT equivalent detonates, a total energy of 4.2 × 10 ¹⁵ joules is created within a few nanoseconds. Of the total energy mentioned, approx. 0.1% is gamma radiation and approx. 1% are neutrons with a neutron energy that is greater than 5 MeV. Due to the inelastic collisions of these neutrons with air molecules and partly with the earth's surface, an additional gamma radiation is generated. According to the Compton effect, each 1 MeV gamma radiation generates approximately 30,000 electron-ion pairs in the so-called physical cascade process. Such ionization takes 30 to 40 nanoseconds at a height of 30 to 40 km. However, the Compton electron has a higher velocity than the ions, and therefore a special radial electric current flows in the direction of the potential gradient. At the same time, an electric field forms spherical equipotential waves. The electric field reaches the saturation value between 50 kV / m and 1.8 MV / m. the satiated electric field remains approx. 25 nanoseconds in height from 30 to 40 km above the earth's surface. Different heights have a different duration. During this time, a typical radial Compton current flows in the direction in which the first spherical equipotential wave reaches an object through which it can discharge, so to speak. The Compton current is generated in part by means of the well-known mathematic Bruce Golde equation, which shows the proportionality between the gamma radiation flow and the Compton current. According to this theory, a short-lasting electrical current that arises in this way has a frequency of approximately 60 MHz and several other harmonic waves and beats. A typical transverse wave of the Compton current has a frequency of approximately 3.5 MHz. Such waves spread over many thousands of kilometers in the direction of the earth's magnetic field and down to the ground. All these waves are pulse-like, and according to the theory mentioned, their maximum spectral frequency is between 1 MHz to 10 MHz with a maximum amplitude con about 50 kV / m. In principle, the electromagnetic impulses (EMP) generated according to this theory represent a transverse Compton current which influences compact technical systems consisting of electrically conductive material through resonance. This very simplified representation of the EMP-Compton theory is the fundamental knowledge and working basis for research into the destructive force of electromagnetic impulses (EMP). All known EMP simulators, devices and apparatuses that belong to the prior art were developed on the basis of this EMP-Compton theory.

Die elektromagnetischen Impulse, die man mittels dieser Vor richtungen 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 all dieser bekannten Vorrichtungen und auch bei den unterir dischen nuklearen Explosionen entsteht zwar ein vielfach grö ßerer Gammastrahlungsfluß als bei den EMP-Simulatoren, aber auch die auf diese Weise erzeugte elektromagnetischen Impul se haben noch nicht die gesuchte Qualität.The electromagnetic impulses generated by this pre directions could be neither qualitative nor quantitatively comparable to the electromagnetic impulses, that of a nuclear explosion in the upper atmosphere arise. But this is exactly the main disadvantage all of these known devices and also in the Unterir The nuclear explosions are many times larger Lower gamma radiation than the EMP simulators, however also the electromagnetic pulse generated in this way They do not have the quality they are looking for.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt deshalb der Er findung die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen Impulsen (EMP) zu schaffen, die die gleichen physikalischen Eigenschaften der elektromagnetischen Impulse (EMP) haben sol len wie die, die nach einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehen.Based on this state of the art, the Er is therefore the task is based on an economic process and a device for generating electromagnetic To create pulses (EMP) that are the same physical Properties of the electromagnetic pulses (EMP) have sol len like the one after a nuclear explosion in the top Earth atmosphere arise.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Die danach erzeugten elektroma gnetischen Impulse (EMP) bestehen aus zwei elektrischen Kompo nenten: Die erste Komponente bildet den elektrischen Compton- Strom, der nach dem bekannten Compton-Effekt bei nuklearen Ex plosionen entsteht. Bei der zweiten, in der Literatur unbe kannte Komponente handelt es sich um einen elektrischen Strom bzw. ein elektrisches Feld, das durch die Oszillation eines monopolaren Hybridplasmas entsteht. Beide Komponenten stel len voneinander unterschiedliche impulsartige Wellen dar, die simultan in Superposition verlaufen. In Gleichung I sind die zwei Komponenten mathematisch dargestellt:This task is characterized by that in the main claim Features listed solved. The electroma generated afterwards gnetischen impulses (EMP) consist of two electrical compo The first component is the electrical component Current, which according to the well-known Compton effect in nuclear Ex explosions arise. In the second, unrelated in literature known component is an electrical current or an electric field caused by the oscillation of a monopolar hybrid plasma is created. Both components len different pulse-like waves from each other, the run simultaneously in superposition. In equation I they are mathematically represented two components:

EMP = Pc + PiIEMP = Pc + Pi I

worin
Pc = Compton-Strom-Komponente
Pi = monopolare Hybridplasma-Strom-Komponente
bedeuten. wherein
Pc = Compton current component
Pi = monopolar hybrid plasma current component
mean.

Die Compton-Strom-Komponente (Pc) des EMP ist durch viele Publikationen in der Literatur bekannt und vorstehend nur kurz wiedergegeben. Die monopolare Hybridplasma-Strom-Kompo nente (Pi) des EMP ist der elektrische Strom, der durch das hier beschriebene neue Verfahren entsteht. Gemäß der Erfin dung können beide Komponenten in einer Vorrichtung erzeugt werden, der insoweit einen neuen EMP-Simulator darstellt und mit dem man in der Lage ist, qualitativ die gleichen elektro magnetischen Impulse (EMP) zu erzeugen, die sonst nur nach einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entste hen.The Compton current component (Pc) of the EMP is known from many publications in the literature and is only briefly reproduced above. The monopolar hybrid plasma current component (Pi) of the EMP is the electrical current generated by the new process described here. According to the inven tion, both components can be generated in one device, which is a new EMP simulator and with which one is able to generate qualitatively the same electromagnetic pulses (EMP), which otherwise only after a nuclear explosion in arise from the upper atmosphere of the earth.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Dar stellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is based on the drawing Dar position of embodiments explained in more detail.

Es zeigt schematischIt shows schematically

Fig. 1 ein Ionen-Büschel (ion cluster), das aus einem po sitiven Ion und einer Mehrzahl von neutralen Gas molekülen besteht; FIG. 1 shows an ion tufts (ion cluster) consisting molecules from a po sitiven ion and a plurality of neutral gas;

Fig. 2 im Schnitt einen Behälter mit einer Vielzahl von positiven Ionen und einer Vielzahl von neutralen Molekülen und einen Ioneneingang; Fig 2 in section, a container having a plurality of positive ions and a variety of neutral molecules and an ion entrance.

Fig. 3 zum Teil im Schnitt und zum Teil in Seitenansicht einen Behälter mit einem Ioneneingang und einem Röntgenstrahler sowie die elektrische Ladungsver lagerung von positiven Ionen an der inneren Wand des Behälters; Figure 3, partly in section and partly in side view of a container with an ion input and an X-ray source and the electrical charge storage of positive ions on the inner wall of the container.

Fig. 4 in Seitenansicht und zum Teil im Schnitt eine Vor richtung, die dem erfindungsgemäßen Verfahren ent sprechend beide Komponenten (Pc) und (Pi) des EMP erzeugt; Fig. 4 in side view and partly in section an on device that the method according to the invention accordingly generated both components (Pc) and (Pi) of the EMP;

Fig. 5 zum Teil im Schnitt und zum Teil in Seitenansicht eine andere Vorrichtung, die nach dem Verfahren bei unterirdischen nuklearen Explosionen beide Komponenten (Pc) und (Pi) des EMP erzeugt;5 shows partly in section and partly in side view of another apparatus which produces by the process of underground nuclear explosions both components (Pc) and (Pi) of the EMP.

Fig. 6 eine graphische Darstellung der zeitlichen Verände rung des elektrischen Feldgradients von beiden Kom ponenten (Pc + Pi) der elektromagnetischen Impulse, die nach einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehen. Fig. 6 is a graphical representation of the temporal change tion of the electrical field gradient of both components (Pc + Pi) of the electromagnetic pulses which arise after a nuclear explosion in the upper atmosphere.

Anhand der Fig. 1-3 sollen zunächst die wesentlichen Merk male des physikalischen Vorgangs erläutert werden, der die Entstehung der zweiten Komponente (Pi) des EMP verdeutlicht.Are with reference to FIGS. 1-3, the first substantially acteristics of the physical process will be described, which illustrates the formation of the second component (Pi) of the EMP.

In Fig. 1 ist ein Beispiel eines Ionenbüschels (ion cluster) dargestellt, das aus einem positiven Ion 1 und einer Mehr zahl von elektrisch neutralen Gasmolekülen 2 besteht. Ein solches Ionenbüschel ist in der Literatur bekannt. Das posi tive Ion 1 ist in allen drei Dimensionen von einer Mehrzahl elektrisch neutraler Gasmolküle 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 Dipol moment induziert, wodurch die Anziehungskraft zwischen dem Ion 1 und den Molekülen 2 bedingt ist. Wenn ein solches Ionen büschel durch einen Behälter elektrisch isoliert wird, dann bleibt das Ionenbüschel permanent erhalten. Die Stabilität des Ionenbüschels ist abhängig von der dielektrischen Kon stante der Gasmoleküle 2 und ferner von der elektrischen Leit fähigkeit der unmittelbaren Umwelt und von den nichtelasti schen Kollisionen des Ionenbüschels mit anderen energietra genden Teilchen.In Fig. 1 an example of an ion cluster (ion cluster) is shown, which consists of a positive ion 1 and a plurality of electrically neutral gas molecules 2 . Such an ion bundle is known in the literature. The positive ion 1 is surrounded in all three dimensions by a plurality of electrically neutral gas molecules 2 . The binding force between the ion 1 and the molecules 2 is an electrical or electrostatic field, which has its origin in the electrical charge of the ion 1 . An electrical dipole moment is induced on the gas molecules 2 by the electrical charge of the ion 1 , as a result of which the attractive force between the ion 1 and the molecules 2 is caused. If such an ion bundle is electrically insulated by a container, the ion bundle is permanently preserved. The stability of the ion bundle depends on the dielectric constant of the gas molecules 2 and also on the electrical conductivity of the immediate environment and on the non-elastic collisions of the ion bundle with other energy-carrying particles.

Die potentielle Energie (W) zwischen dem Ion 1 und den Mole külen 2 ist durch folgende mathematische Gleichung II defi niert:The potential energy (W) between the ion 1 and the molecule 2 is defined by the following mathematical equation II:

worinwherein

D = dielectric constant of the gas molecules 2
e = electrical charge of the ion 1
N = number of molecules in 1 cm 3
R = distance between the ion 1 and the molecules 2
f = Ludolf's number

bedeuten.mean.

Fig. 2 zeigt schematisch ein sogenanntes Polybüschel (poly cluster), das aus einer Mehrzahl von monopolaren Ionen 1 und aus einer Mehrzahl von Gasmolekülen 2 besteht. Eine so gebil dete Mischung aus einer Mehrzahl monopolarer Ionen mit einer Mehrzahl von elektrisch neutralen Gasmolekülen wird als Hybrid plasma bezeichnet. Die positiven Ionen 1 sind mit (+) gekenn zeichnet. Jedes Ion 1 ist so von einer Mehrzahl Gasmoleküle 2 umgeben, so daß im gesamten Volumen des Behälters 3 eine nahe zu vollständige elektrische Symmetrie herrscht. Das bekannte Coulombsche Gesetz bestimmt die abweisende Kraft zwischen den elektrischen Ladungen der monopolaren Ionen 1. Diese Coulomb sche Kraft verteilt die Ionen 1 im gesamten Volumen des Behäl ters 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 wer den 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 hinaus gehendes Ion 1 in den Behälter 3 gelangt, dann bricht die ge samte elektrische Symmetrie des Polybüschels zusammen, wobei sich die gesamte elektrische Ladung von allen Ionen 1 im Be hälter 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. FIG. 2 schematically shows a so-called poly cluster, which consists of a plurality of monopolar ions 1 and a plurality of gas molecules 2 . Such a mixture of a plurality of monopolar ions with a plurality of electrically neutral gas molecules is referred to as a hybrid plasma. The positive ions 1 are marked with (+). Each ion 1 is surrounded by a plurality of gas molecules 2 , so that there is almost complete electrical symmetry in the entire volume of the container 3 . The well-known Coulomb law determines the repulsive force between the electrical charges of the monopolar ions 1 . This Coulomb force distributes the ions 1 in the entire volume of the container 3 between the gas molecules 2 almost perfectly symmetrically. The container 3 consists of an electrical insulator, and it is advantageous if the material of the container 3 has a large dielectric constant. The positive ions 1 are introduced by an ion source (not shown in FIG. 2) through the ion inlet 4 into the container 3 (arrow 5 ), with a limited number. The limited number of ions 1 is the so-called saturation number, ie the number of ions 1 in the container 3 , which still keeps the poly tuft (polycluster) of the monopolar hybrid plasma electrically stable. However, if only one additional ion 1 goes beyond the saturation number into the container 3 , then the entire electrical symmetry of the poly tufts breaks down, with the total electrical charge of all ions 1 in the container 3 being on the inner spherical surface of the Container 3 shifted, which is illustrated schematically in Fig. 3. The total electrical charge 6 is indicated in FIG. 3 by the symbols (+) arranged in a circle, and the arrows 7 indicate the direction in which the electrical charge has shifted.

Noch ein weiteres Beispiel mag den elektrischen Zusammenbruch des Polybüschels verdeutlichen: Wenn die Saturationszahl der Ionen 1 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 zu sätzliche Ionisation im Behälter 3 führt zum Zusammenbruch der elektrischen Symmetrie des gesamten Polybüschels, und die elektrische Ladung verlagert sich genau wie oben beschrieben und wie in Fig. 3 veranschaulicht. Die Röntgenstrahlung 8 wird von einem angedeuteten Röntgenstrahler 9 ausgestrahlt.Yet another example may illustrate the electrical breakdown of the poly tuft: if the saturation number of ions 1 in container 3 is reached and if nothing further happens, such a poly tuft will remain electrically stable forever. However, if a pulse of X-ray radiation 8 passes through the container 3 , then many neutral molecules 2 are ionized by this radiation. The additional ionization thus created in the container 3 leads to the breakdown of the electrical symmetry of the entire poly tuft, and the electrical charge is shifted exactly as described above and as illustrated in FIG. 3. The x-ray radiation 8 is emitted by an indicated x-ray emitter 9 .

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 Ladung 6 die metallische Antenne 11 er reicht, 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 zwi schen 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 wellen artig verlagert hat. Es ist wichtig zu wissen, daß die Kinetik 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 ange deutet. Es handelt sich bei diesen Wellen um sphärische Wel len, deren Amplituden einen sphärischen äquipotentiellen Charakter haben. Die Frequenz dieser Amplituden ist enorm groß und ist als eine Oszillation von sphärischen Wellen zu bezeich nen. Der Zusammenbruch der elektrischen Symmetrie des Poly büschels im Behälter 3 dauert einige wenige Nanosekunden und der zeitliche Abstand zwischen zwei Amplituden der sphäri schen Wellen liegt im Bereich von Hundertstel- bzw. Tausendstel picosekunden.However, the physical process described so far has not ended and continues. The container 3 in FIG. 3 is provided with small bores 10 which have a diameter of approximately 4 mm and through which an antenna 11 is hermetically attached to the container 3 from the outside. When the first spherical wave of electrical charge 6 reaches the metallic antenna 11 , the so-called electrical cascade discharge of the charge 6 begins and electrical current flows from the charge 6 to the antenna 11 . The electrical potential of the antenna 11 rises enormously quickly until there is an electrical short circuit between the antenna 11 and the immediate vicinity. The resulting electrical impulse represents the component (Pi) . It is an electrical current which has its origin in the charge of the ions, which in the meantime has shifted like waves on the inner surface of the container 3 . It is important to know that the kinetics of the discharge is cascaded, that is, the entire electrical discharge 6 runs wave-like from the center of the spherical container 3 to the outside, as indicated by arrows 7 . These waves are spherical waves whose amplitudes have a spherical equipotential character. The frequency of these amplitudes is enormous and can be described as an oscillation of spherical waves. The breakdown of the electrical symmetry of the poly tuft in the container 3 lasts a few nanoseconds and the time interval between two amplitudes of the spherical waves is in the range of hundredths and thousandths of picoseconds.

Der gemäß Fig. 3 von der Antenne 11 abgehende elektrische Im puls (Pi) ist eine Folge des Zusammenbruchs 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 8 nicht 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 zur Er zeugung der beiden Komponenten (Pc + Pi) verstehbar. Of FIG. 3 outgoing from the antenna 11 electric in the pulse (Pi) is a consequence of the collapse of the electrical symmetry of the monopolar hybrid plasma in the container 3 and a current generated in this way electrical pulse (Pi) is a pure component of the electromagnetic pulses (EMP ). The component (Pi) in FIG. 3 is therefore pure and not mixed with the Compton component (Pc) because the X-ray radiation 8 does not strike the antenna 11 and consequently there is no Compton current after the Compton effect. If one has knowledge of the known Compton current component (Pc) and that of the monopolar hybrid plasma current component (Pi) , then the description of the device for generating the two components (Pc + Pi) can be understood.

Fig. 4 zeigt schematisch eine Vorrichtung, die aus beiden Komponenten (Pc + Pi) bestehende elektromagnetische Impulse (EMP) erzeugt und die deshalb im qualitativen Sinne die glei chen sind wie die elektromagnetischen Impulse, welche nach einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre ent stehen. Fig. 4 shows schematically a device which consists of two components (Pc + Pi) existing electromagnetic pulses (EMP) and which are therefore in the qualitative sense the same as the electromagnetic pulses that arise after a nuclear explosion in the upper atmosphere .

Der monopolare Hybridplasma-Behälter 3 ist am oberen Teil ei ner Testkammer 13 angebaut. In der Testkammer 13 ist ein mi litärisches Gerät 14, beispielsweise ein Satellit, durch An tenne 11 an einer Metallplatte 12 befestigt. Entladungsstan gen 15 sind so um das Gerät 14 verteilt, daß die elektroma gnetischen Impulse (EMP) durch die sensitiven Teile des Sa telliten 14 hindurchgehen können. In einer Meßkammer 16 sind an einer gemeinsamen Erdungsleitung 17 mehrere elektrotech nische Einheiten für verschiedene elektrische Kreise einge baut. Mittels dieser elektrischen Kreise können die physika lischen Parameter der Erdatmosphäre simuliert werden, wie den Ohmschen Widerstand 18, die Kapazität 19 oder den induktiven Widerstand 20 u. a.The monopolar hybrid plasma container 3 is attached to the upper part of a test chamber 13 . In the test chamber 13 , a mi-military device 14 , for example a satellite, is attached to a metal plate 12 by antenna 11 . Entladungsstan conditions 15 are distributed around the device 14 so that the electromagnetic impulses (EMP) can pass through the sensitive parts of the satellite 14 . In a measuring chamber 16 , a plurality of electrical engineering units for different electrical circuits are built on a common grounding line 17 . By means of these electrical circuits, the physical parameters of the earth's atmosphere can be simulated, such as ohmic resistance 18 , capacitance 19 or inductive resistance 20, among others

Der Röntgenstrahler 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 Ionenquelle 21 besteht aus einer breiten und in ihrer Höhe schmalen Ionisationskammer 22, mit zwei Entladungselektroden 23 und aus einer Hochfrequenzspule 24. Die Entladungselektro den 23 sind über Leitungen 25 an einer Gleichstrom-Hochspan nungsquelle 26 angeschlossen. Die Hochspannungsquelle 26 so wie 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 der 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.The x-ray emitter 9 is arranged vertically above the container 3 on a suitable carrier (not shown). An important part of the device is an ion source 21 which generates the ions for the monopolar hybrid plasma. This ion source 21 consists of a wide and narrow height ionization chamber 22 , with two discharge electrodes 23 and a high-frequency coil 24 . The discharge electrodes 23 are connected via lines 25 to a DC high-voltage source 26 . The high voltage source 26 as well as a conductor from the lines 25 are grounded at 27 . An inductive resistor 29 is connected in series between the electrodes 23 and the high voltage source 26 , and the ohmic resistor 28 is on the grounded line 25 . A capacitor 30 is connected in parallel to the lines 25 . A switch 31 is used to switch off the high voltage source 26 from the electrodes 23 .

Die Ionenquelle 21 ist mit einem Rohr 32 aus elektrisch nicht leitendem Material versehen, das eine Gaspumpe 33 aufweist. Ein Kapillarfilter 34 besteht aus Material mit großer dielek trischer Konstante und ist am Eingang des Rohres 32 am Behäl ter 3 befestigt.The ion source 21 is provided with a tube 32 made of electrically non-conductive material, which has a gas pump 33 . A capillary filter 34 consists of material with a large dielectric constant and is attached to the inlet of the tube 32 on the container ter 3 .

Im Behälter 3 befindet sich Luft oder ein anderes ausgewähl tes 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 durch 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 frequenzgenerator angeschlossen. Die elektrische Entladung zwischen den Elektroden 23 erzeugt mit Hilfe der Hochspannungs quelle 26 in der Ionisationskammer 22 Ionen mit beiden Pola ritäten, d. h., es wird ein ambipolares Plasma erzeugt. Das elektrische Potential bewirkt durch den Ohmschen Widerstand 28, daß die Elektroden 23 ein positives elektrisches Poten tial 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 er höht. Das Kapillarfilter 34 hat infolge der positiven Ionen eine positive Ladung, und nach dem Coulombschen Gesetz bloc kiert 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 34 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 Gas zirkulation 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 Hybrid plasma entsteht. Ein so beschriebener Zyklus läuft so lange bis die Anzahl der positiven Ionen im Behälter 3 die oben er wähnte Saturationszahl erreicht. Wenn diese erreicht ist, wird mittels Schalter 31 die Leitung 25 von der Hochspannungs quelle 26 und von Erde 27 abgeschaltet. Gleichzeitig werden die Gaspumpe 33 und die Hochfrequenzspule 24 abgeschaltet und die Vorrichtung gemäß Fig. 4 ist nun bereit, einen elektroma gnetischen Impuls (EMP) aus beiden Komponenten (Pc + Pi) zu er zeugen, was wie folgt geschieht:In container 3 there is air or another selected gas at any absolute gas pressure of, for example, 0.1 torr to 400 torr. By means of the gas pump 33, the gas circulates in a closed circuit from container 3 , tube 32 , further through the ionization chamber 22 and back into the container 3, as indicated by arrows 5 . Arrows 35 illustrate the entry of the gas into the tube 32 through the capillary filter 34 . The high frequency coil 24 is connected to a high frequency generator, not shown. The electrical discharge between the electrodes 23 generated with the help of the high voltage source 26 in the ionization chamber 22 ions with both polarities, that is, an ambipolar plasma is generated. The electrical potential causes through the ohmic resistor 28 that the electrodes 23 receive a positive electrical potential against earth. The high voltage source 26 generates a positive potential against earth. A positive potential thus created blocks the negative ions in the ionization chamber 22 and thus only positive ions are blown into the container 3 . Due to the permanent gas flow, the number of positive ions in the container 3 is constantly increased. As a result of the positive ions, the capillary filter 34 has a positive charge, and according to Coulomb's law, a charge of the filter obtained in this way blocks the entry of positive ions into the tube 32 . Due to this blockage, only electrically neutral molecules pass through the capillaries of the filter 34 and continue into the tube 32 , the gas pump 33 and the ionization chamber 22 , in which further positive ions are generated, which are then blown back into the container 3 with the gas flow, etc Such a repeated gas circulation with a constant gas ionization and the blocking of the ions in the filter 34 increases the number of ions in the container 3 , as a result of which a monopolar hybrid plasma is produced in the container 3 . A cycle described in this way runs until the number of positive ions in the container 3 reaches the above-mentioned saturation number. When this is reached, the line 25 is switched off from the high voltage source 26 and from earth 27 by means of switch 31 . At the same time, the gas pump 33 and the high-frequency coil 24 are switched off and the device according to FIG. 4 is now ready to generate an electromagnetic pulse (EMP) from both components (Pc + Pi) , which is done as follows:

Der Röntgenstrahler 9 erzeugt einen Röntgenstrahlungsimpuls 8, der in den Behälter 3 eintritt, durch die Bohrungen 10 nach unten fließt und danach auf Metallplatte 12 auftrifft. Dabei bricht die elektrische Symmetrie des monopolaren Hybridplasmas im Behälter 3 zusammen, und die sphärischen elektrischen Wel len im Behälter 3 laufen in Richtung zur Innenwand des Behäl ters 3. Auf diese Weise entsteht die Komponente (Pi). In der gleichen Zeit wird jedoch durch das Auftreffen der Röntgenstrah lung 8 auf der Metallplatte 12 der Compton-Strom erzeugt, d. h., es entsteht die Komponente (Pc). Von diesem Moment an fließen beide Stromkomponenten (Pc + Pi) durch die Metallplatte 12 weiter für 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 ent spricht. Selbstverständlich werden Geräte und Apparate, die auf Bodenstationen arbeiten, bei normalem Luftdruck in der Testkammer 13 getestet.The x-ray emitter 9 generates an x-ray pulse 8 , which enters the container 3 , flows down through the bores 10 and then strikes metal plate 12 . The electrical symmetry of the monopolar hybrid plasma in the container 3 collapses, and the spherical electrical waves in the container 3 run towards the inner wall of the container 3 . The component (Pi) is created in this way. At the same time, however, the Compton current is generated by the impact of the X-ray radiation 8 on the metal plate 12 , that is, the component (Pc) is formed . From this moment on, both current components (Pc + Pi) flow through the metal plate 12 for the antenna 11 to the satellite 14 , then across the gas gap between the satellite 14 and the discharge rods 15 and through the electrical circuits 18, 19, 20 and earth line 17 into the earth 27 . In the test chamber 13 there is a selected air pressure which speaks to the satellite altitude in the earth's atmosphere. Of course, devices and apparatus that work on ground stations are tested at normal air pressure in test chamber 13 .

Es ist wichtig, daß militärische Geräte oder elektronische Komponenten von empfindlichen militärischen Systemen bei ver schiedenen Energien der elektromagnetischen Impulse (EMP) ge testet werden. Dafür ist es problemlos, unterschiedliche Ener gien des EMP mittels der Vorrichtung gemäß Fig. 4 zu erzeugen. It is important that military equipment or electronic components of sensitive military systems are tested at different energies of the electromagnetic pulses (EMP). For this, it is easy to generate different energies of the EMP by means of the device according to FIG. 4.

Die gesamte Energie des EMP ist die Summe der Energie der Komponente (Pc) und der Komponente (Pi) sowie selbstverständ lich deren Verhältnis zueinander (Pc : Pi) im zeitlichen Ver lauf.The total energy of the EMP is the sum of the energy of the component (Pc) and the component (Pi) and of course their relationship to one another (Pc : Pi) over time.

- The energy of the component (Pc) is dependent on the X-ray flow and its energy (eV) , which strikes the metal plate 12 .
- Furthermore, the energy of the component (Pc) is dependent on the size (length × width) of the plate 12 on which the X-ray radiation impinges and on the crystal structure of the plate 12 .
- The energy of the component (Pi) is dependent on the number of ions 1 in the monopolar hybrid plasma, that is, the energy of the component (Pi) is directly dependent on the volume of the container 3 and on the gas pressure of the neutral molecules 2nd
- The energy of the component (Pi) is also dependent on the electrical charge of the ions 1 and on the dielectric constant (D) of the neutral molecules.
- The energy of the component (Pi) is also dependent on the electrical conductivity of the gas in the container 3 , ie there is also a dependence on the gas pressure, on the temperature and on the ionization by cosmic radiation.

Das Verhältnis zwischen den beiden Komponenten (Pc : Pi) kann sehr 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 die absolute Energie des EMP relativ gering. Ist das Verhältnis jedoch 25% Pc : 75% Pi, dann steigt die absolute Energie des EMP um ca. 10⁷mal gegenüber dem Verhältnis von 90% Pc : 10% Pi. Die in Fig. 4 darge stellte Vorrichtung ist imstande, elektromagnetische Impulse (EMP) mit verschiedenen Verhältniswerten zwischen (Pc) und (Pi) zu erzeugen, wodurch die absolute Energie des EMP beliebig ge steuert werden kann. Die Leistung der Vorrichtung in Fig. 4, ausgedrückt in der Anzahl der elektromagnetischen Impulse (EMP) pro Zeiteinheit, ist im wesentlichen von der Leistung der Io nenquelle 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.The ratio between the two components (Pc : Pi) can be very different, which means that the absolute energy of the electromagnetic pulse (EMP) can be lower or enormously large. If this ratio z. B. is 90% Pc and 10% Pi , then the absolute energy of the EMP is relatively low. However, if the ratio is 25% Pc : 75% Pi , then the absolute energy of the EMP increases by approximately 10 ⁷ times compared to the ratio of 90% Pc : 10% Pi . The device shown in FIG. 4 is able to generate electromagnetic pulses (EMP) with different ratio values between (Pc) and (Pi) , whereby the absolute energy of the EMP can be controlled as desired. The performance of the device in FIG. 4, expressed in the number of electromagnetic pulses (EMP) per unit of time, essentially depends on the performance of the ion source 21 . If the ion source 21 produces a large number of monopolar ions 1 per unit time, then the device is also able to generate more electromagnetic pulses (EMP) per unit time. In FIG. 4, the example of a simple ion source 21 is led. Other, more effective ion sources can of course achieve greater performance.

Das Verfahren kann auch mit einer weiteren Vorrichtung durch geführt werden, wobei die elektromagnetischen Impulse (EMP) gleichfalls aus zwei Komponenten (Pc) und (Pi) bestehen. Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zur Erzeugung von elektromagneti schen Impulsen (EMP), die bei unterirdischen nuklearen Explo sionen entstehen.The method can also be carried out with a further device, the electromagnetic pulses (EMP) likewise consisting of two components (Pc) and (Pi) . Fig. 5 shows an apparatus for generating electromagnetic pulses (EMP), which arise in underground nuclear explosions.

Im unterirdischen Raum 36 ist ein Behälter 37 für das mono polare Hybridplasma in Verbindung mit der Testkammer 13 in stalliert. Der Behälter 37 besteht vorteilhaft aus einem elek trisch nichtleitenden Material mit einer großen dielektrischen Konstante und ist von der Testkammer 13 durch eine Wand 38 ge trennt. 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 40.A container 37 for the mono-polar hybrid plasma in connection with the test chamber 13 is installed in the underground space 36 . The container 37 is advantageously made of an electrically non-conductive material with a large dielectric constant and is separated from the test chamber 13 by a wall 38 ge. The underground channel 39 connects the room 36 to the room 40 in which the nuclear explosion takes place. A vertical shaft 41 leads from the surface of the earth to space 40 .

Bis heute wurden derartige unterirdische nukleare Explosio nen ohne den Behälter 37 durchgeführt, in dem sich das mono polare Hybridplasma befindet.To date, such underground nuclear explosions have been carried out without the container 37 in which the monopolar hybrid plasma is located.

Nach einer Nuklearexplosion im Raum 40 wird ein enorm großer Gammastrahlungsfluß 42 durch Schacht 39 zum Behälter 37 ge führt, in dem sich das oben beschriebene monopolare Hybrid plasma, 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 Explo sion erfolgt, wird der elektrische Zusammenbruch (collapse) des Hybridplasmas im Behälter 37 ausgelöst, wobei die Kompo nente (Pi) im Behälter 37 erzeugt wird. Die Gammastrahlung 42 fließt durch die Bohrungen 10 in der Wand 38 und trifft auf die Metallplatte 12 auf, wo entsprechend dem bekannten Comp ton-Effekt die Komponente (Pc) erzeugt wird. Nach einem sol chen physikalischen Doppelvorgang werden die beiden Kompo nenten (Pc) und (Pi) gemeinsam an das zu testende militäri sche Gerät 14 übertragen. Wenn das elektrische Potential des Gerätes 14 innerhalb einer kurzen Zeit eine entsprechende Größe erreicht, dann erfolgt zwischen dem Gerät 14 und den Entladungsstangen 15 eine elektrische Entladung. Die Entla dungsstangen 15 sind mit ähnlichen elektrischen Kreisen (18, 19, 20), wie in Fig. 4, verbunden. So werden mittels der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung die elektromagnetischen Im pulse (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., den 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 zwi schen 1,7 Kilotonnen (TNT) äquivalent und 170 Kilotonnen (TNT) äquivalent.After a nuclear explosion in space 40 , an enormously large gamma radiation flow 42 leads through shaft 39 to container 37 , in which the monopolar hybrid plasma described above, which is located immediately before the nuclear explosion in space 40 in the saturation state described above. The additional ionization of the neutral molecules in the container 37 , which is caused by the gamma radiation 42 during the explosion, triggers the electrical collapse of the hybrid plasma in the container 37 , the component (Pi) being generated in the container 37 . The gamma radiation 42 flows through the holes 10 in the wall 38 and strikes the metal plate 12 , where the component (Pc) is generated in accordance with the known Comp ton effect. After such a physical double process, the two components (Pc) and (Pi) are jointly transmitted to the military device 14 to be tested. If the electrical potential of the device 14 reaches a corresponding size within a short time, then an electrical discharge takes place between the device 14 and the discharge rods 15 . The discharge rods 15 are connected to similar electrical circuits ( 18, 19, 20 ) as in Fig. 4. Thus, by means of the device shown in FIG. 5, the electromagnetic pulses (EMP) are generated, which consist of the two components (Pc) and (Pi) . To date, only the component (Pc) , ie the Compton current, has ever been generated in underground nuclear explosions, without the additional component (Pi) . A blocking wall 43 represents a mechanism that begins to close the shaft 39 during the explosion, thereby protecting the equipment in the room 36 from being destroyed. The channel 39 is usually under vacuum and is therefore much more complicated than shown. The strength of the nuclear warhead for such a test is between 1.7 kilotons (TNT) equivalent and 170 kilotons (TNT) equivalent.

Es ist wichtig, das Volumen des Behälters 37 und den absolu ten Gasdruck im Behälter 37 präzise zu berechnen und diese im Verhältnis zum Gammastrahlungsfluß 42 anzupassen. Derartige Berechnungen sind für die absolute Energie der elektromagne tischen Impulse (EMP), die durch das Verhältnis zwischen (Pc) und (Pi) bestimmt werden, entscheidend.It is important to precisely calculate the volume of the container 37 and the absolute gas pressure in the container 37 and to adjust them in relation to the gamma radiation flow 42 . Such calculations are crucial for the absolute energy of the electromagnetic pulses (EMP), which are determined by the ratio between (Pc) and (Pi) .

Durch die Wand des Behälters 37 sind elektrische Leitungen 44 geführt, an deren Enden Entladungselektroden 45 angeordnet sind, die eine Bedeutung bei der Überprüfung des monopolaren Hybridplasmas vor der nuklearen Explosion haben. Das mono polare Hybridplasma im Behälter 37 muß nämlich wiederholt vor der Explosion überprüft werden. Dies geschieht folgendermaßen: Wenn im Behälter 37 das monopolare Hybridplasma den Satura tionszustand erreicht hat, dann wird zwischen den Elektroden 45 eine kurz andauernde elektrische Entladung erzeugt. Dies geschieht, wenn die Leitungen 44 an eine Hochspannungsquelle (nicht dargestellt) angeschlossen sind. Nach einer solchen elektrischen Entladung bricht die elektrische Symmetrie des monopolaren Hybridplasmas im Behälter 37 zusammen. Dabei wird die Komponente (Pi) erzeugt. Man kann jene Proben mehrere Ma le hintereinander wiederholen. Die Ionen werden durch den Ioneneingang 4 gemäß dem oben beschriebenen Verfahren in den 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 terschied zwischen diesen beiden Vorrichtungen besteht nur in der Gammastrahlungs- bzw. der Röntgenstrahlungsquelle. In Fig. 4 ist dies ein Röntgenstrahler 9 und im Falle der Fig. 5 ist diese Quelle eine nukleare Explosion im unterirdischen Raum 40.Electrical lines 44 are guided through the wall of the container 37 , at the ends of which discharge electrodes 45 are arranged, which are of importance in checking the monopolar hybrid plasma before the nuclear explosion. The mono-polar hybrid plasma in the container 37 has to be checked repeatedly before the explosion. This takes place as follows: when the monopolar hybrid plasma has reached the state of saturation in the container 37 , a short-lasting electrical discharge is generated between the electrodes 45 . This happens when the lines 44 are connected to a high voltage source (not shown). After such an electrical discharge, the electrical symmetry of the monopolar hybrid plasma in the container 37 breaks down. The component (Pi) is created. You can repeat these samples several times in a row. The ions are guided into the container 37 through the ion inlet 4 according to the method described above. This device for generating electromagnetic pulses (EMP) with both components (Pc) and (Pi) is in principle the same as that in Fig. 4, and the difference between these two devices is only in the gamma radiation or X-ray source. In FIG. 4 this is an X-ray emitter 9 and in the case of FIG. 5 this source is a nuclear explosion in the underground space 40 .

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 mittels der Parameter dieser Vorrichtungen physikalisch ein fach einstellbar ist. For the person skilled in the art due to the design of the device. Fig. 4, 5 can be seen easily that the ratio between the component (Pc) and the component (Pi) of the EMP is physically adjustable by means of the parameters of these devices.

Die Vorteile der beiden Vorrichtungen gegenüber den bekann ten EMP-Simulatoren bestehen darin, daß die erzeugten elek tromagnetischen Impulse (EMP) aus den zwei Komponenten (Pc) und (Pi) bestehen und die so erzeugten EMP alle physikali schen Eigenschaften wie die elektromagnetischen Impulse (EMP) haben, die nach einer nuklearen Explosion in der oberen Erd atmosphäre entstehen.The advantages of the two devices over the known EMP simulators are that the elec tromagnetic pulses (EMP) consist of the two components (Pc) and (Pi) and the EMP thus generated all physical properties such as the electromagnetic pulses ( EMP), which arise after a nuclear explosion in the upper atmosphere.

Beobachtungen bei nuklearen Explosionen in der oberen Erd atmosphäre 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 nuklearen Explosionen, die unter oder über dieser Grenze stattfanden, haben entweder ganz schwache oder überhaupt keine elektroma gnetischen Impulse erzeugt. Ferner haben die gemachten Erfah rungen gezeigt, daß die Energie des EMP von vielen physikali schen Parametern abhängig ist, nämlich bspw. vonObservations of nuclear explosions in the upper earth atmospheres have confirmed that the electromagnetic Im pulse (EMP) can be generated with greater energy if the nuclear explosion at an altitude between 350 km and 450 km above the surface of the earth. All other nuclear Explosions that occurred below or above this limit have either very weak or no electroma at all generated genetic impulses. Furthermore, the experience made It has been shown that the energy of the EMP can be dependent parameters, namely, for example

- the day and time of year of the nuclear explosion,
- the geographical position,
- the fragments of the nuclear warhead after the Explosion,
- the time interval between two successive ones Explosions,
- The geographical distance between two in a row nuclear explosions taking place,
- the geomagnetic field,
- cosmic rays and even from
- solar activity u. a.

Es ist bekannt, daß die oberen Schichten der Erdatmosphäre aus ionisiertem Gas, d. h., aus Plasma bestehen. Diese Schich ten und Plasmen sind relativ gut erforscht. Es ist ferner bekannt, daß ganze Regionen in der oberen Erdatmosphäre aus monopolaren Ionen bestehen, wie aus positiven Ionen, negati ven Ionen, Elektronen, Moleküle-Ion-Büschel (cluster), Elek tronenschwärme, Molekül-Elektron-Büschel (cluster) u. ä. Fer ner ist bekannt, daß die elektrische Symmetrie solcher Regio nen durch die Dynamik der oberen Schichten der Erdatmosphäre zeitlich schnell verändert wird und sich dabei immer wieder qualitativ neue Plasmaregionen bilden. Gerade diese Regionen des atmosphärischen Plasmas sind zum Teil die Energiequelle für die Pi-Komponente der elektromagnetischen Impulse (EMP), die nach nuklearen Explosionen in der oberen Erdatmosphäre entstehen.It is known that the upper layers of the earth's atmosphere consist of ionized gas, ie of plasma. These layers and plasmas have been relatively well researched. It is also known that entire regions in the upper atmosphere consist of monopolar ions, such as positive ions, negative ions, electrons, molecule-ion-tufts (cluster), elec tron swarms, molecule-electron tufts (cluster) and. Ä. Fer ner is known that the electrical symmetry of such regions is quickly changed in time by the dynamics of the upper layers of the earth's atmosphere and thereby always new qualitative plasma regions form. These regions of the atmospheric plasma are in part the energy source for the Pi component of the electromagnetic impulses (EMP) that arise in the upper atmosphere after nuclear explosions.

Ferner sind die nuklearen Explosionen selbst und die danach expandierten Bombenfragmente, -teilchen sowie das Bombenplas ma selbst und die relativistischen Elektronen, die aus dem Zerfall der Spaltenprodukte (Fission Products Decay) resul tieren 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 nuklearen Explosion hoch oben über der Erdoberfläche entsteht, partizipiert bei der Energiesumme der elektromagnetischen Im pulse (EMP). Alle genannten physikalischen Parameter haben ihren Ursprung im monopolaren Hybridplasma, das durch natür liche Phänomene und durch die nukleare Explosion selbst ent steht. Ohne ein so existierendes Hybridplasma in der oberen Erdatmosphäre würde die Komponente (Pi) in den elektromagneti schen Impulsen (EMP) nicht vorhanden sein.Furthermore, the nuclear explosions themselves and the bomb fragments and particles that have subsequently expanded, as well as the bomb plasma itself and the relativistic electrons that result from the decay of the column products (Fission Products Decay) and that in connection with the geomagnetic field and the artificially shaped one afterwards Van Allen Belt and additional physical parameters that determine the energy of the EMP. Last but not least, the so-called plasma bubble, which arises in the geomagnetic field of a nuclear explosion high above the surface of the earth, participates in the energy sum of the electromagnetic pulses (EMP). All of the physical parameters mentioned have their origin in the monopolar hybrid plasma, which arises through natural phenomena and the nuclear explosion itself. Without such a hybrid plasma in the upper atmosphere, the component (Pi) would not be present in the electromagnetic pulses (EMP).

Fast alle diese natürlichen Parameter, welche die Gesamtener gie der elektromagnetischen Impulse (EMP) determinieren, sind mittels der Vorrichtungen gemäß Fig. 4, 5 simulierbar.Almost all of these natural parameters, which determine the total energy of the electromagnetic pulses (EMP), can be simulated by means of the devices according to FIGS. 4, 5.

Fig. 6 zeigt eine graphische Darstellung, die ein Beispiel von elektromagnetischen Impulsen (EMP) schematisch zeigt, die nach einer nuklearen Explosion in der oberen Erdatmosphäre entstehen. Tatsächlich handelt es sich bei diesen elektroma gnetischen Impulsen (EMP) um Schwebungen mit mehreren überla gerten Frequenzen, die sich zum Teil nur wenig voneinander unterscheiden, und teilweise sind diese Frequenzunterschiede enorm groß. FIG. 6 is a graphical representation schematically showing an example of electromagnetic pulses (EMP) generated in the upper atmosphere after a nuclear explosion. In fact, these electromagnetic pulses (EMP) are beats with several superimposed frequencies, some of which differ only slightly, and some of these frequency differences are extremely large.

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 beschriebene Oszilla tion 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 be finden sich am steigenden Teil eines jeden Impulses der Schwe bungen. Die Oszillation der sphärischen Wellen ist das oszil lierende elektrische Feld, das zur Komponente (Pi) gehört.The diagram in FIG. 6 shows the dependence of the potential gradient in volts per meter on time. The most important frequency of these beats is the oscillation of the hybrid plasma described above. The hybrid plasma oscillates in the form of spherical waves that spread from the center of the container 3 to the inner wall of the container ( FIG. 3). In Fig. 6, these oscillations are designated Os and be found on the rising part of each pulse of the vibrations. The oscillation of the spherical waves is the oscillating electric field that belongs to the component (Pi) .

Mit einer komplizierten theoretisch-mathematischen Berech nung wurde festgestellt, daß der physikalische Vorgang, der den Zusammenbruch der elektrischen Symmetrie des Polybüschels (polycluster) definiert, die Oszillation (Os) am steigenden Teil der elektromagnetischen Impulse (EMP) ist. Die sphäri schen Wellen der Komponente (Pi) folgen in hundertstel oder sogar in tausendstel Picosekunden hintereinander und bilden die enorm große Frequenz (Os) jener Schwebungen, die der Grund dafür ist, warum diese Komponente (Pi) eine enorm große Ener gie hat. Experimentell ist nachgewiesen, daß der elektrische Strom der Komponente (Pi) durch alle bekannten elektrischen Isolatoren hindurchgeht, die aus keramischem Material, Por zellan, 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 Eigenschaf ten. Der elektrische Strom der Komponente (Pi) "fließt" z. B. durch einen 1 m langen und im Querschnitt 1,3 cm² großen ke ramischen Stab "hindurch", ohne daß an dessen Ende eine elek trische Spannung gemessen werden konnte. Dasselbe kerami sche Material hat eine elektrische Spannung von 2,8 Millionen Volt pro Meter Länge zwischen der Kugelelektrode des Van de Graaff Generators und der Erde ausgehalten. Es wurden auch andere Eigenschaften jenes Stromes untersucht und festge stellt, daß man die physikalischen Eigenschaften dieses Stromes nur mit der enorm großen Frequenz dieses Stromes er klären kann.With a complicated theoretical-mathematical calculation, it was found that the physical process that defines the breakdown of the electrical symmetry of the poly tuft (polycluster) is the oscillation (Os) on the rising part of the electromagnetic pulses (EMP). The spherical waves of the component (Pi) follow one another in hundredths or even in thousandths of picoseconds and form the enormously high frequency (Os) of those beats, which is the reason why this component (Pi) has an enormously large energy. It has been demonstrated experimentally that the electrical current of the component (Pi) passes through all known electrical insulators which are made of ceramic material, por cellulose, glass and on the basis of graphite. This current has an enormously large deviation from Ohm's law and hardly has the known galvanic properties. The electrical current of the component (Pi) "flows" z. B. through a 1 m long and in cross section 1.3 cm ² large ceramic rod "through" without an electrical voltage could be measured at the end. The same ceramic material withstood an electrical voltage of 2.8 million volts per meter between the spherical electrode of the Van de Graaff generator and the earth. Other properties of that current were also examined and it was established that the physical properties of this current can only be clarified with the enormously high frequency of this current.

Nur perfekte Kenntnisse über alle physikalischen Eigenschaf ten der elektromagnetischen Impulse (EMP) und hauptsächlich über die Eigenschaften der Komponente (Pi) können zu einem Erfolg führen, um die Schutzmaterialien gegen die Vernich tungskraft der elektromagnetischen Impulse (EMP) für alle be kannten militärischen Einrichtungen zu finden, die hauptsäch lich vom quantitativen Verhältnis zwischen der Komponente (Pc) und der Komponente (Pi) abhängig ist:Only perfect knowledge of all physical properties of the electromagnetic impulses (EMP) and mainly of the properties of the component (Pi) can lead to success in order to provide the protective materials against the destructive power of the electromagnetic impulses (EMP) for all known military facilities Find that mainly depends on the quantitative relationship between component (Pc) and component (Pi) :

EMP = Pc + Pi.EMP = Pc + Pi .

Mit den in Fig. 4, 5 dargestellten Vorrichtungen ist man je doch imstande, diese notwendigen wissenschaftlichen und tech nischen Kenntnisse zu erforschen.With the devices shown in Fig. 4, 5 one is ever able to research these necessary scientific and technical knowledge.

Claims

1. A method for generating electromagnetic pulses, which are comparable to pulses arising in a nuclear explosion in the upper earth's atmosphere, characterized in that mono-polar ions are introduced from an ion source into an electrically neutral molecule ( 2 ) containing chamber, in particular blown in are and in the chamber a monopolar hybrid plasma is formed from electrically neutral and monopolar ions that, after saturation, the hybrid plasma is subjected to additional ionization energy and thus the electrical symmetry of the hybrid plasma is destroyed by shifting the monopolar ions to the chamber wall and the spherical that is formed electrical waves are discharged through openings in the chamber as electromagnetic impulses.

2. The method according to claim 1, characterized ge indicates that the additional Ionisa tion energy to disturb the electrical symmetry in the Containers in the form of X-rays or gamma rays or ultraviolet radiation or particle radiation leads.

3. The method according to claim 1, characterized records that for the source of the additional Ionization energy to disturb electrical symmetry an electrical discharge is used in the container, the discharge electrodes built into the container is fathered.

4. The method according to claim 1, characterized ge indicates that for the source of the to additional ionization energy to disrupt the electri a symmetrical nuclear explosion in the container is used and the energy source is the well-known gamma ray lung is.

5. Device for performing the method according to one of claims 1 to 4, characterized by a plasma chamber ( 3 ) made of electrically neutral material and an associated test chamber ( 13 ) into which a discharge antenna ( 11 ) of the plasma chamber ( 3 ) protrudes which opens an ion source ( 21 ), which is also on the suction side with the plasma chamber ( 3 ) in connection, the confluence with the ion source ( 21 ) and its mouth outside the arrangement area of the discharge antenna and the opposite entry area for the supply of additional Ionization energy are arranged.

6. The device according to claim 5, characterized in that an x-ray source ( 9 ) is arranged on the outside of the plasma chamber ( 3 ) in the entry region for additional ionization energy.

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the opening to the ion source ( 21 ) with a capillary filter ( 34 ) made of a material with a large dielectric constant is hen.

8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that a first discharge electrode ( 23 ) of the ion source ( 21 ) is connected by an inductive resistor ( 29 ) to a direct current high-voltage source ( 26 ) and a second discharge electrode ( 23 ) is connected to the earth ( 27 ) and the high voltage source ( 26 ) by an ohmic resistor ( 28 ).