Khi bị mất điện, bạn cảm thấy như thế nào? Đột nhiên, một thứ ngừng lại và một cảm giác hụt hẫng bao trùm lên con người bạn – khi đèn, điều hòa, tivi, máy tính hay bất kỳ thiết bị điện nào khác đều không dùng được. Bị tước đi các tiện nghi xung quanh, bạn cảm thấy bất lực và bắt đầu đi đi lại lại trong ngôi nhà tối om một cách tuyệt vọng, với câu hỏi duy nhất lặp lại trong đầu là: bao giờ sẽ có điện trở lại?
Đây mới chỉ là nhìn từ phương diện cá nhân; khi xét trên quy mô lớn, ví dụ như một thành phố, mọi chuyện sẽ ra sao? Không có điện đồng nghĩa với việc khả năng ứng cứu khẩn cấp bị giảm đi đáng kể và tính mạng của hàng nghìn con người bị đe dọa, hàng triệu đôla bị mất do mọi hoạt động kinh doanh sản xuất đều bị ngừng trệ, và hàng tấn thức ăn phải đổ bỏ vì bị hỏng. Nếu như diễn ra trên quy mô lớn hơn nữa, mất điện có thể làm tê liệt toàn bộ mạng lưới điện từ của chính phủ và an ninh quốc phòng, và dẫn đến sự ngừng trệ của cả một quốc gia hay khu vực.
Quả thật, cuộc sống của con người hiện đại phụ thuộc rất nhiều vào dòng điện. Sự phụ thuộc này đã tạo ra điểm yếu, và nó đã bị lợi dụng bởi loại vũ khí mới là bom xung điện từ (e-bomb). Thay vì đơn giản là cắt điện, bom xung điện từ được thiết kế để phá hủy các thiết bị dùng điện trong khu vực. Một quả bom xung điện đủ lớn có khả năng đẩy lùi một thành phố về thời điểm 200 năm trước hay làm náo loạn một khu quân sự, chỉ trong vòng có vài giây.
Ý tưởng về một quả bom xung điện từ đã được theo đuổi hàng chục năm nay bởi nhiều thế lực, trong đó có lực lượng quân sự của Mỹ, và nhiều nguồn tin cho rằng hiện nước này đã sở hữu loại hình vũ khí này. Tuy nhiên, bom xung điện từ là mục tiêu không riêng gì của bộ quốc phòng các nước, mà còn của các nhóm tổ chức khủng bố. Có một thực tế đáng lo ngại là các nhóm này hoàn toàn có khả năng chế tạo những quả bom tuy đơn sơ, nhưng vẫn có sức công phá khủng khiếp.
Được coi là có khả năng gây ra những tổn thất nặng nề, nhưng thực chất bom xung điện từ là gì? Cơ chế hoạt động của nó ra sao? Mời các bạn cùng khám phá ở phần tiếp theo.
Nguyên lý cơ bản
Ý tưởng đằng sau bom xung điện từ - hay bất kỳ vũ khí xung điện từ nào khác – khá đơn giản. Về cơ bản, loại hình vũ khí này được thiết kế để tạo ra một điện từ trường cường độ mạnh, nhằm làm quá tải và phá hủy các dòng mạch điện. Bản chất của một điện từ trường cũng không có gì đặc biệt: thực tế, chúng ta luôn được bao bọc bởi năng lượng điện từ dưới nhiều dạng, như sóng đài phát thanh, sóng điện thoại di động, ánh sáng, vi sóng hay sóng x-quang.
Điều quan trọng cần chú ý ở đây là, dòng điện từ sẽ tạo ra các điện từ trường và sự thay đổi trong các điện từ trường có thể tạo ra dòng điện từ. Ví dụ, một đài rađio đơn giản có thể tạo ra một điện từ trường bằng cách biến đổi dòng điện từ chạy qua các mạch của nó. Mặt khác, điện từ trường này có thể tạo ra dòng điện từ ở vật dẫn khác, như là ăng-tên thu sóng rađiô. Nếu tín hiệu điện từ biến động và biểu thị cho một thông tin cụ thể, đầu thu sẽ có khả năng giải mã nó.
Dòng phát sóng rađio có cường độ yếu chỉ đủ để tạo ra dòng điện từ truyền tín hiệu đến đầu thu. Tuy nhiên, nếu tăng cường độ tín hiệu (từ trường) lên đáng kể, nó sẽ có khả năng tạo ra một dòng điện từ mạnh hơn nhiều. Một dòng điện đủ mạnh có thể làm cháy các bộ phận bán dẫn bên trong máy rađio, và qua đó phá hủy chúng đến mức không thể sửa chữa được nữa.
Tất nhiên, cái đích mà chúng ta hướng đến không đơn giản chỉ là việc phá hủy một máy rađiô. Điều đáng quan tâm ở đây là, một từ trường biến thiên có khả năng tạo ra một luồng điện cực mạnh trong bất kỳ vật dẫn điện nào khác, như là dây điện thoại, dây cáp điện hay thậm chí cả các ống dẫn làm bằng sắt. Các vật dẫn này vô tình trở thành ăngtên truyền tải dòng điện khổng lồ này cho các thiết bị điện khác được kết nối với chúng (ví dụ, các máy tính được cắm vào dây điện thoại). Một luồng điện đủ lớn chạy qua có thể khiến cho các thiết bị bán dẫn bị cháy rụi, làm tan chảy các dây dẫn và pin, hay thậm chí là gây cháy nổ các máy biến thế.
Mối đe dọa mang tên vũ khí xung điện từ hạt nhân
Bom xung điện từ được nhắc đến trên các phương tiện truyền thông mới chỉ trong thời gian gần đây, thế nhưng thực tế khái niệm vũ khí xung điện từ đã có từ khá lâu; ngay từ các thập niên 60, Mỹ đã phải cân nhắc đến khả năng bị tấn công bởi vũ khí xung điện từ hạt nhân.
Điều này bắt nguồn từ các nghiên cứu của Mỹ về vũ khí hạt nhân trong các thập niên 50. Vào năm 1958, khi tiến hành thử nghiệm bom hydrô, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng một vụ nổ thử trên biển Thái Bình Dương đã gây cháy nổ các đèn chiếu sáng tại hòn đảo Hawaii, cách nơi tiến hành vụ nổ hàng trăm dặm. Thêm vào đó, vụ nổ cũng đã làm gián đoạn họat động của các thiết bị sóng rađiô ở tận châu Úc.
Các nhà nghiên cứu đã kết luận rằng sự nhiễu loạn điện từ này được gây ra bởi hiệu ứng Compton, được nhà vật lý học Arthur Compton mô tả vào năm 1925. Ông đã khẳng định rằng các phôtôn chứa năng lượng điện từ có khả năng làm các hạt electron văng ra khỏi các nguyên tử có chỉ số nguyên tử thấp. Qua cuộc thử nghiệm vào năm 1958 các nhà khoa học đã đi đến kết luận là các hạt phôtôn được phát ra từ phóng xạ gamma của vụ nổ đã làm các hạt electron văng ra khỏi các nguyên tử ôxy và nitrơ có trong bầu khí quyển. Dòng hạt electron này đã tương tác với từ trường Trái đất và tạo ra một dòng điện biến thiên, và kéo theo đó là làm phát sinh một từ trường cực mạnh. Xung điện từ được sinh ra này đã tạo ra các dòng điện cường độ mạnh chạy qua các chất dẫn trên một khu vực rộng lớn.
Trong Chiến tranh lạnh, cơ quan tình báo của Mỹ đã lo ngại về khả năng Liên Xô phóng tên lửa hạt nhân và nổ nó ở trên cao, cách mặt đất của Mỹ khoảng 30 dặm (50 kilômét), nhằm tạo ra hiệu ứng tương tự trên một quy mô lớn hơn. Họ đã lo sợ rằng luồng điện từ được phát sinh ra sẽ phá hủy các thiết bị điện trên khắp đất Mỹ.
Một cuộc tấn công như vậy vẫn có khả năng xảy ra, nhưng bây giờ nó không còn là mối quan tâm chính của Mỹ. Thay vào đó, cơ quan tình báo của Mỹ tỏ ra quan tâm đặc biệt đến các thiết bị xung điện từ phi hạt nhân như bom xung điện từ. Loại vũ khí này không thể làm cho các photon bị bắn lên tầm cao như vũ khí hạt nhân và do đó sẽ không gây ảnh hưởng đến một khu vực rộng lớn. Nhưng chúng hoàn toàn có thể được dùng để tạo ra các vụ mất điện ở diện cục bộ và điều này tạo ra một mối nguy hiểm khác.
Vũ khí xung điện từ phi hạt nhân
Khả năng Mỹ sở hữu vũ khí xung điện từ là rất lớn, tuy không rõ là dưới dạng nào. Nghiên cứu của Mỹ về xung điện từ phần lớn xoay quanh vi sóng năng lượng cao (HPM). Vì vậy, nhiều nguồn tin cho rằng Mỹ có loại vũ khí này, và thậm chí có thể dùng nó trong cuộc chiến tại Iraq.
Mặc dù vậy, có nhiều khả năng bom HPM của Mỹ không thực sự là bom. Thay vào đó, coi thể coi chúng như là một loại lò vi sóng siêu mạnh, có khả năng tạo ra một dòng năng lượng vi sóng tập trung. Một cách dùng thiết bị HPM là lắp nó vào tên lửa hành trình, nhằm gây nhiều loạn các mục tiêu từ trên cao.
Do tính chất phức tạp và chi phí cao, công nghệ này chỉ dành cho các lực lượng quân sự có tiềm lực mạnh. Nhưng đó chỉ là một phần câu chuyện. Thực tế cho thấy, chỉ cần một số nguyên liệu giá rẻ, cộng với một chút kiến thức kỹ thuật căn bản là các nhóm khủng bố có thể dễ dàng chế tạo ra thiết bị bom xung điện từ, thô sơ nhưng không kém phần nguy hiểm.
Vào cuối tháng 9/2001, một bài viết trên tạp chí Popular Mechanics đã bàn về khả năng này. Bài viết tập trung vào bom phát nén từ thông (FCG), vốn xuất hiện từ các thập niên 50. Loại vũ khí xung điện từ này có thiết kế khá đơn giản và giá thành thấp, như có thể thấy ở hình vẽ dưới đây (Thiết kế ý tưởng này được giới thiệu bởi nhà phân tích quân sự Carlo Kopp. Ý tưởng này được giới thiệu công khai từ khá lâu, nhưng tất nhiên là không ai có thể chế tạo ra một bom xung điện từ có khả năng hoạt động nếu chỉ dựa vào mô tả này).
Cấu tạo của bom gồm có một khối trụ làm bằng kim loại (được gọi là lõi), được bao bọc bởi cuộn dây kim loại (dây quấn phần tĩnh). Bên trong khối lõi hình trụ đựơc chất đầy với chất gây nổ mạnh, và một vỏ áo giáp có khả năng chịu va đập mạnh bọc quanh toàn bộ thiết bị. Giữa dây quấn phần tĩnh và phần lõi hình trụ có một khoảng không. Ngoài ra, quả bom còn có dây nguồn, giống như một bộ tụ điện, có thể kết nối với phần tĩnh.
Cơ chế bên trong quả bom khi phát nổ diễn biến như mô tả dưới đây:
Công tắc điện sẽ kết nối bộ tụ điện với phần tĩnh, tạo ra mọt dòng điện chạy qua các dây quấn kim loại và từ đó làm phát sinh một từ trường cường độ mạnh.
Cơ chế ngòi nổ sẽ làm bốc cháy chất gây nổ. Vụ nổ sẽ được truyền dưới dạng sóng và đi qua phần giữa của khối trụ.
Trong quá trình vụ nổ được truyền qua khối trụ, khối này sẽ tiếp xúc với dây quấn phần tĩnh. Sự tiếp xúc này sẽ gây ra hiện tượng đoản mạch, ngắt phần tĩnh khỏi nguồn điện của nó.
Sự cố chập mạch này sẽ di chuyển và làm đè nén từ trường, và dẫn đến một vụ nổ điện từ có cường độ cực mạnh.
Phần lớn trường hợp, loại hình vũ khí này tuy chỉ ảnh hưởng đến một khu vực tương đối nhỏ hẹp (chứ không rộng lớn như vũ khí hạt nhân), nhưng vẫn có khả năng gây ra tổn thất nặng nề.
Hậu quả của bom xung điện từ
Công nghệ xung điện từ có sức hút với Mỹ, hay bất kỳ nước nào khác có tham vọng quân sự, do nó có khả năng gây ra tổn thất nặng nề trong khi tính sát thương tương đối thấp. Một cuộc tấn công bằng bom xung điện từ có khả năng phá hủy một lực lượng quân sự hùng hậu, mà không làm nguy hại đến tính mạng con người hay các công trình kiến trúc.
Có nhiều kịch bản tấn công bằng vũ khí xung điện từ khác nhau có thể xảy ra. Xung điện từ cường độ yếu có thể làm gián đoạn tạm thời các hệ thống điện từ, các xung có cường độ trung bình sẽ phá hủy các dữ liệu máy tính quan trọng và các xung cực mạnh được dùng để làm thiêu rụi hoàn toàn các thiết bị điện và điện tử.
Trong các cuộc chiến hiện đại, các đợt tấn công với cường độ mạnh yếu khác nhau sẽ giúp cho bên tấn công đạt được các mục tiêu quân sự khác nhau mà vẫn giữ con số thương vong ở mức chấp nhận được. Ví dụ, một quả bom xung điện từ có khả năng làm vô hiệu hóa hòan toàn:
- Các hệ thống điều khiển phương tiện đi lại.
- Các hệ thống xác định mục tiêu, cả dưới đất, lẫn trên các tên lửa và quả bom.
- Các hệ thống liên lạc.
- Các hệ thống cảm biến tầm ngắn và tầm dài.
Đặc biệt đối với Mỹ, vũ khí xung điện từ có thể tỏ ra vô cùng hữu hiệu trong cuộc chiến Iraq, khi các xung điện từ có thể được dùng để làm vô hiệu hóa các boong-ke dưới lòng đất. Tất nhiên, một vụ nổ hạt nhân cũng có thể làm điều đó nhưng kèm theo nó sẽ là những hệ lụy hết sức nặng nề đối với khu vực xung quanh. Trong khi đó, các xung điện từ có thể nhẹ nhàng xuyên qua mặt đất và hạ gục các hệ thống đèn chiếu, thông khí và liên lạc trên boong-ke, và làm cho nó trở nên vô dụng.
Tuy vậy, bản thân nước Mỹ cũng có thể là mục tiêu của các đợt tấn công xung điện từ. Việc Mỹ bổ sung các thiết bị điện từ vào kho vũ khí của mình trong những năm gần đây vô tình tạo ra sơ hở cho vũ khí xung điện từ lợi dụng; nhất là khi phần lớn các thiết bị được làm từ vật liệu bán dẫn, vốn đặc biệt nhạy cảm với các biến động điện đột ngột. Trong trường hợp này, công nghệ ống chân không tuy cổ lỗ, nhưng lại tỏ ra hữu hiệu hơn các công nghệ điện từ hiện đại.
Một đợt tấn công trên diện rộng có thể làm giảm đi đáng kể khả năng tự tổ chức và điều hành của lực lượng quân sự ở bất kỳ quốc gia nào. Lực lượng bộ binh vẫn có thể dùng các loại vũ khí không điện từ (như súng máy) nhưng khả năng tổ chức tấn công hay dò tìm kẻ địch sẽ bị giảm đi đáng kể khi thiếu đi sự hỗ trợ của thiết bị máy móc. Thực tế, một đợt tấn công xung điện từ có thể đẩy bất kỳ đội quân nào vào thế chiến đấu kiểu du kích.
Mặc dù các loại vũ khí xung điện từ được coi là không có tính sát thương, chúng vẫn có thể gây thương vong khi nhắm đến các mục tiêu cụ thể. Ví dụ, xung điện từ có thể phá hủy hệ thống điện của một bệnh viện và qua đó giết chết bất kỳ bệnh nhân nào phải sống dựa vào các thiết bị điện từ. Vũ khí xung điện từ cũng có khả năng làm vô hiệu hóa các phương tiện đi lại, và từ đó gây ra các vụ tai nạn thảm khốc.
Tuy vậy, xét cho cùng, vũ khí xung điện từ có lẽ sẽ có tác động lớn nhất về mặt tâm lý. Một đợt tấn công xung điện từ toàn diện sẽ làm xáo trộn cuộc sống hiện đại của bất kỳ quốc gia phát triển nào. Tất nhiên, sẽ có nhiều người sống sót, nhưng thực tế mà họ phải đối mặt có lẽ sẽ chẳng dễ gì để vượt qua.
Tham khảo: Howstuffwork,gamek
Bom xung điện từ - tham vọng quân sự và mối hiểm họa mới
