Vũ khí xung điện từ: Hiểm họa mới của chiến tranh

• Vũ khí mạch xung điện từ
• Mỹ từng dùng vũ khí sinh học ở Cuba
• Mỹ tiết lộ siêu vũ khí phá hủy cơ sở tên lửa Triều Tiên

Laser năng lượng cao, vũ khí xung điện từ đang trở thành một xu hướng mới của vũ khí trên thế giới. Thuật ngữ “vũ khí xung điện từ” bắt nguồn từ những nghiên cứu về vũ khí hạt nhân của Mỹ từ những năm 1950.

Trong một vụ thử nghiệm bom H vào năm 1958 các nhà khoa học đã phát hiện một vụ nổ gây ra đoản mạch, hư hại hệ thống chiếu sáng tại một hòn đảo ở Hawaii cách đó hàng trăm kilômét. Vụ nổ này cũng làm gián đoạn các hoạt động của sóng radio tại châu Úc…

Trong một diễn biến mới đây, khi quốc hội Mỹ cảnh báo việc Triều Tiên có thể sử dụng đòn tấn công bằng vũ khí xung điện từ đã làm dấy lên nỗi lo ngại về một vụ nổ hạt nhân ngoài khí quyển sẽ tạo nên một xung điện từ mạnh phá hủy hệ thống vệ tinh, làm vô hiệu hóa ưu thế công nghệ của Mỹ…

Xung điện từ là một đợt phóng điện từ ngắn đôi khi còn được gọi là nhiễu điện từ quá độ xuất hiện tự nhiên hoặc do con người chủ động tạo ra. Tùy thuộc vào nguồn phát mà nó có thể như là một bức xạ điện hoặc từ trường. Ảnh hưởng của EMP lên các thiết bị điện tử sẽ gây rối loạn và tổn hại, nếu ở mức năng lượng cao (như sét đánh) thậm chí có thể làm hư hại các công trình kiến trúc.

Một xung điện từ có thể được coi là một vụ nổ ngắn của năng lượng điện từ trải rộng trên một dải tần số. Năng lượng EMP có thể được chuyển theo những hình thức sau: Trường điện (trường lực bao quanh các điện tích thu hút hoặc đẩy các điện tích khác); Từ trường (được tạo ra bằng cách di chuyển điện tích và lưỡng cực từ); Bức xạ điện từ (các sóng của trường điện từ lan truyền qua không gian mang theo điện bức xạ điện từ) và điện trở suất, độ dẫn điện. 

Điện trường và từ trường tạo thành lực điện từ, là một trong bốn lực cơ bản của tự nhiên (lực điện từ, lực hạt nhân mạnh, lực hạt nhân yếu và lực hấp dẫn).

Nguyên lý cơ bản của vũ khí xung điện từ là việc tạo ra một điện từ trường cực mạnh. Bức xạ điện từ là những dạng sóng có khả năng tự truyền, kể cả một điện trường dao động vuông góc với từ trường, chúng có cùng pha và dao động vuông góc với hướng lan truyền của sóng.

Dòng điện tạo ra từ trường và từ trường biến thiên có thể gây cảm ứng và sinh ra dòng điện trong các dây dẫn đặt cạnh nhau. Ta có thể thấy các thiết bị điện chỉ sử dụng năng lượng điện ở mức độ vừa phải để vận hành và bất cứ một biến động nào của cường độ dòng điện cũng gây ra những hư hỏng cho chúng. Đây chính là điểm yếu và vũ khí xung điện từ sẽ nhắm tới. Xung điện từ cực mạnh sẽ tạo ra từ trường, sinh ra các dòng điện ở mạch điện, gây quá tải và làm hư hỏng các hệ thống điện.

Minh họa cơ chế hoạt động của bom xung điện, dựa vào sức mạnh của vụ nổ trong lõi tạo ra hiện tượng đoản mạch làm xuất hiện trường điện từ rất lớn.

Bức xạ điện từ tác động lên các hợp chất hóa học hoặc các sinh vật sống tùy thuộc vào cường độ bức xạ và tần số của nó. Bức xạ điện từ ở tần số có thể nhìn thấy hoặc thấp hơn như ánh sáng, hồng ngoại, sóng siêu âm, sóng vô tuyến… được gọi là bức xạ không ion hóa. Ảnh hưởng của nó chủ yếu là do các hiệu ứng từ việc truyền năng lượng kết hợp của nhiều hạt photon.

Trong khi đó bức xạ ion hóa như tia cực tím, tia X, tia gamma cao… có đủ năng lượng để phá vỡ các liên kết hóa học. Chúng có thể gây ra các phản ứng hóa học, tổn hại các mô sống và có thể là một mối nguy hiểm cho sức khỏe.

Từ những tác động gây tổn hại của xung điện từ, những nhà nghiên cứu quân sự đã chế tạo ra những vũ khí xung điện, từ tên lửa chiến thuật có vùng ảnh hưởng nhỏ đến những quả bom hạt nhân được điều chỉnh khuếch đại hiệu ứng xung điện lên tối đa ảnh hưởng tới một vùng rộng lớn.

Trong tự nhiên, các loại xung điện từ ta vẫn thường thấy là sét, xả tĩnh điện (khi đặt hai vật tĩnh điện gần nhau). Những hoạt động khác như sự bùng nổ năng lượng khi một thiên thạch lao vào bầu khí quyển Trái đất hoặc những đợt plasma và từ trường đi kèm thoát ra từ Mặt trời hay còn gọi là sự phóng đại khối Coronal cũng tạo ra các hiệu ứng xung điện từ. 

Lịch sử ghi nhận trường hợp mất điện trên diện rộng một vùng ở Quebec, Canada trong khoảng 9 tiếng bởi một cơn bão điện từ có sức tàn phá mạnh mẽ vào năm 1989.

Các loại xung điện từ quân sự bao gồm: Xung điện từ hạt nhân được tạo ra từ một vụ nổ hạt nhân với một biến thể khác nữa của nó là xung điện từ hạt nhân cao với việc tạo ra một xung thứ cấp do các hạt tương tác với bầu khí quyển Trái Đất và từ trường.

Loại xung điện từ quân sự tiếp theo là vũ khí điện từ không hạt nhân, được tạo ra bởi vũ khí chứ không sử dụng công nghệ hạt nhân. Các thiết bị này bao gồm một tổ hợp tụ điện, ăng ten đơn vòng, máy phát vi sóng và máy phát nén bơm tích cực… và được vận chuyển dưới dạng bom, tên lửa hành trình và máy bay không người lái.

Một vụ nổ hạt nhân ngoài khí quyển sẽ tạo ra xung điện từ mạnh phá hủy hệ thống vệ tinh.

Phạm vi ảnh hưởng của vũ khí xung điện từ không hạt nhân nhỏ hơn so với vũ khí hạt nhân, do lượng chất nổ chỉ đủ để tạo ra hiệu ứng xung điện, khác với xung điện từ là hiệu ứng thứ cấp sinh ra từ một vụ nổ hạt nhân...

Vũ khí xung điện từ được thiết kế nhằm tạo nên một hiệu ứng điện từ trường cường độ mạnh gây quá tải, phá hủy các mạch điện. Hệ thống lưới điện xoay chiều cũng có thể quá tải, ngắt mạch nếu bị tấn công vào điểm xung yếu trên đường truyền. 

Khi phát nổ, vũ khí xung điện từ tạo ra một trường điện từ cực lớn gây nghẽn mạch và hư hỏng vật lý các thiết bị điện tử trong phạm vi ảnh hưởng. Về cơ bản cấu tạo của vũ khí xung điện từ bao gồm phần lõi là một khối hình trụ bằng thép chịu lực.

Bên trong lõi này là chất nổ và bên ngoài là các cuộn dây kim loại. Các cuộn dây này kết nối với một bộ tụ điện để tạo ra dòng điện chạy qua phần lõi. Khi cuộn dây được cấp nguồn, dòng điện được sinh ra và xuất hiện điện trường. Chất nổ phát nổ khiến cho phần lõi hình trụ tiếp xúc với cuộn dây tạo nên một mạch ngắn và dẫn đến hiện tượng từ trường nén, phát sinh ra xung điện từ.

Trong một số thử nghiệm, năng lượng do sóng xung điện từ truyền đi đã có sức tàn phá ghê gớm, gây đoản mạch các hệ thống điện và làm hỏng các con chip điện tử. Trong một kịch bản của chiến tranh hiện đại, việc kích nổ một đầu đạn hạt nhân trên quỹ đạo sẽ tạo ra một xung điện từ mạnh, phá hủy mọi mạch điện trên một khu vực rộng lớn. 

Ước tính có khoảng hơn 800 vệ tinh trong quỹ đạo tầm thấp bay quanh Trái đất sẽ mất khả năng hoạt động. Điều này sẽ làm mất đi khả năng trinh sát, liên lạc toàn cầu của các cường quốc quân sự như Mỹ.

Chiến tranh hiện đại không thể thiếu các hệ thống điện tử dẫn đường, quan sát cho các loại vũ khí. Khi những hệ thống này bị tê liệt thì khả năng chiến đấu của những loại vũ khí này sẽ bị ảnh hưởng, thậm chí không hoạt động.