美國影視作品中的離子炮是否會在現實中出現？

粒子炮，這個名字自美國的星球大戰計劃開展以來，就被廣泛關注。需要科幻遊戲和電影也在追尋這個武器。《家園》系列遊戲中，離子炮戰艦就是一個遊戲的核心元素之一，而在《命令與征服》系列中，GDI就擁有部署於太空的離子炮衛星擁有對地打擊。

事實上，粒子炮並沒有遊戲中那麼強大。

圖為科幻作品中離子炮打擊地球的想像畫

首先，我們要搞明白，粒子炮是發射高速粒子的武器，但是這些粒子卻有很多種類，主要包括裸氫粒子核，也就是質子流，還有就是裸氦原子核，被稱為阿爾法輻射，電子核則被稱為貝塔輻射。此外還有中子流和其他帶電原子核流。

限制於目前技術的問題，中子流幾乎不可能被加速到足以摧毀目標的效果。主要被使用的就是質子流和電子流。

一個粒子加速器基本上是環形電磁軌道組成的，帶電粒子束被添加進入電磁軌道中，就會在環裝加速器中不斷被加速，由於磁場會提供向心力，在加速到無法控制之前，粒子束都會在其中持續被增加動能。

圖為回旋加速器，其雖然是高中物理的示意圖，但是也具備了基本的原理

最終，粒子束會依照切線方向被發射出去，這束粒子將極其接近光速。

事實上，不同類型的粒子會有不同的毀傷效果，一般來說，越輕的粒子穿透性越強，而越重的粒子電離效果越強。而帶電粒子束的毀傷主要這麼幾種，第一種是熱動能——粒子所攜帶的劇烈動能將輕鬆的撞擊其他粒子，並賦予其動能，在微觀層面上，分子的動能即為熱能，也就是說，被攻擊的位置會快速升溫。

第二點則是電離效應，粒子打擊的位置會「吹開」目標的電子層，使得對方的結構變得帶電。這使得粒子束在空氣中飛行的時候會快速電離空氣，產生類似於閃電或者球狀閃電的等離子體。同樣，也會使被撞擊目標的分子結構快速解體。

看起來這已經夠強了嗎？

粒子束，尤其是電子束是擁有和EMP相同的原理，可以輕鬆地摧毀對方電子系統，而且電子束的密度太大了，即使是加上高電磁通量裝置也無法避免。

並不，有些設定裡面的粒子炮更強大，例如《命令與征服》系列的離子炮和《紅色警戒三》中的質子撞擊炮。這兩種武器都具有其科學性，那就是其都是基於質子束或脫電子的裸氘氚粒子核的發射武器，我們上面說過粒子武器打擊到目標時會產生高溫，而高溫和持續的高動能粒子很容易在目標表面發生核聚變。進一步釋放更多的能量——在對方目標上產生的劇烈核聚變，然而質子炮卻是一種戰術武器。

圖為命令與征服系列中的離子炮

不過，粒子炮卻有眾多的不便之處。

首先，我們剛剛說的各種粒子炮，都是同性粒子，這使得其離開加速器之後會快速因為同電性快速互相排斥並擴散開來，如果其擴散到極低的「粒子霧」，其殺傷力就小得多了——距離如果繼續擴大，可能其硬殺傷力可能就可以忽略不計了，但粒子霧依然可以達到EMP效果。

另一方面，只有帶電粒子才方便使用電磁系統加速，而帶電粒子在磁場中會受到偏轉，在整個巨大的地球磁場中，一切粒子束都會偏轉。這使得其彈道很容易被偏轉，而不容易被預測。

綜合這兩種劣勢，粒子武器的射程極短，但是威力卻不小。尤其是可以摧毀對方電子設備的能力——對於衛星來說，只要被摧毀了電子系統，和整個摧毀已經區別不大了。

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