粒子束武器以電子、質子、中性粒子等粒子為彈丸, 利用這些粒子流在高速運動的巨大能量, 轟擊目標。目標在被擊中的瞬間, 能產生8000 攝氏度的高溫, 其表麵會迅速破裂或變成蒸氣。高能粒子束的威力與雷電相似, 當高能粒子束打在陶瓷、碳等一些耐熱的材料上時, 能將這些材料“燒”出一個洞。
帶電粒子受到其他帶電粒子的作用, 同種電荷互相排斥, 異種電荷互相吸引。圖4 中的A 、B 兩板分別帶有負電荷和正電荷, 位於兩塊帶電極中的電子, 受到B 極上正電荷的吸引, 也受到A 極上負電荷的排斥。在這些吸引力和排斥力的作用下, 電子向右作加速運動。若B 板上有洞, 電子能從這個洞射出去, 那麽電子將以較大的速度飛出。可以看出, 電子受到的作用力越大, 加速的時間越長, 電子從洞中飛出的速度和能量就越大。
現代物理學告訴我們, 電荷周圍存在電場, 位於電場中的電荷受到電場的作用力。根據這種觀點A 、B 兩塊帶電板上的電荷, 產生了一個電場; 電子受電場的作用力, 向右加速運動, 速度和能量都增加。這個原理就是靜電加速器的原理。
高能粒子在運動時, 會產生巨大的電場和電磁波, 能夠破壞目標中的電子器件。另外, 高能粒子流攜帶的大量能量和衝擊效應, 也會誘使目標內的炸藥爆炸。粒子束武器的威力比激光武器更大。
中性粒子不受電場作用, 所以不能用加速器使中性粒子加速。現在的作法是先使帶電粒子加速, 然後用帶電粒子“轟擊”中性粒子, 使中性粒子接受帶電粒子的能量高速運動。
由於帶電粒子受磁場的作用, 在地球表麵運動時, 粒子束的運動路徑會彎曲。另外, 粒子在空氣中運動時受到阻力, 它的速度和能量都會減小。所以粒子束武器在地麵使用時, 隻能打擊近處的目標。
前蘇聯早在70 年代初, 就製定了在外層空間布置粒子束武器的研究計劃, 並先後在“聯盟號”飛船和“禮炮號”空間站, 進行過8 次粒子束武器試驗。1983 年春, 前蘇聯開始進行更大規模的粒子束武器試驗, 並且已經在粒子束離子源和加速器方麵取得顯著成效。美國也把粒子束武器作為重點研究項目, 將帶電粒子束武器布置在陸地或艦船上, 防禦敵方的攻擊; 將中性粒子束武器布置在外層空間, 做為有效的進攻性武器。據專家估計, 在2000 年左右, 粒子束武器可以投入實戰。