事情要从“猎户座”计划（Prject Orion）说起
早在20世纪60年代，火箭科学家就发明了“臭名昭著”的“猎户座”计划。这个计划的基本原理就是用一个个核爆竹作为航天器的推进源，相信宇战吧的各位都耳熟能详。

然而事情并没有那么简单，科学家意识到如果将一个刚从军火库运出来的核弹头直接丢到飞船屁股后面的推板上，不仅会被国会老爷们骂一顿，而且大约99%的核能都会被浪费掉。因为爆炸辐射各向同性，只有少量能量击中了推板，起了作用。

所以他们就试图用在核弹上“加特效”的方法，尽量把核弹的能量指引到预定的方向。

功夫不负有心人，科学家很快就祭出了下面这个东西，即传说中的核聚能装药（Nuclear Shaped Charges）。

（其实这才是“猎户座”计划所用的核脉冲单元，而不是某些小白想的那样随便丢的那种）
在太空的真空中，核弹头的大部分能量都是以X射线的形式存在的。核装置装在一个X射线不透明材料（铀）做成的“辐射箱”(Radiation Case)中，顶部有一个洞。这迫使X射线只能从孔中出口。然后，他们全速进入一个装满了氧化铍的锥形的“通道填料”（Channel Filler）中。
铍将核爆X射线转化为高热的等离子体。放在铍顶上的是推进剂（Propellant）：一块厚的钨板。高热等离子体使钨板瞬间蒸发电离，等离子钨等离子体形成的热纺锤形羽流。X射线不透明材料辐射箱和氧化铍通道填料也在几微秒后蒸发，但是没关系，他们的工作已经完成了。

钨等离子射流击中猎户座驱动推板（据说这块板子是大到足以捕捉所有的等离子体）。在核脉冲装置的参考设计中，羽流被限制在大约22.5度的圆锥体内。大约85%的核爆能量被引导到所期望的方向。

这个时候，为这个项目提供资金的军方代表注意到，如果你能使羽流稍微快一点，并且有一个较窄的扩散圆锥体，它将不再是推进系统的组成部分，而是一种核定向能武器。由此诞生了Casaba Howitzer（甜瓜榴弹炮）项目。

具体细节是稀缺的，因为这个项目在这么多年之后仍然是机密的。钨的原子序数为74。当钨板蒸发时，产生的等离子体射流具有相对较低的速度和发散的广角（22.5度）。不过，如果你用低原子序数的材料代替钨，等离子射流将在变得更狭窄和高速。随着板厚的减小，喷射角也变得越来越窄。这对于推进系统部件当然是不可取的（因为它会摧毁推板），不过正好可以拿来当武器（因为它会摧毁敌舰）。


（Casaba Howitzer武器的设计图）
接下来的报告表明，实际的最小半角射流可以集中到5.7°（0.1弧度）。
在那个“双方都恨不得派航天员打手枪反弹道导弹”的年代，美国军方代表立马就考察了其作为反弹道导弹防御系统的效果。得到的结论是：“它们是完美的”。一个装置就能将苏联的洲际弹道导弹立刻蒸发。这也是是为什么Casaba Howitzer的名字能几次出现在1983战略防御倡议。
不过更有远见的人已经在考虑宇宙战争的事
比如Scott Lowther在文章《1960的猎户座驱动战舰设计》中就做了一些畅想：“它装备着舰炮炮塔，20兆吨级“城市杀手”核弹，和Casaba Howitzer武器。看来，Casaba Howitzer的当量将从亚千吨涨到几千吨，它们将从煎饼形的助推火箭上发射。当距离大到足以防止余波对携带它们的战舰造成损害（几百码）时，它们就会爆炸，长矛一样的核子火焰将把倒霉的目标“串成烤串”。战舰至少能携带和储存上百个Casaba Howitzer（甜瓜榴弹炮）武器”。
Lowther先生估计，每个甜瓜榴弹炮的当量”高达几千吨”，接近50%的能量将会聚焦在“核爆火焰长枪”中。3千吨TNT当量相当于1.256×10^13焦耳，50%即每个装置6.276×10^12焦耳。这个能量将是GBU-43 / B大型空爆炸弹(炸弹之母)爆炸威力的35倍。

“嗯，看起来很靠谱”

这不就是核装药版的HEAT弹吗？

导弹战斗部有新玩具了，而且这次不是鸡肋了

知道杀伤范围么

总感觉，这就是核破甲弹啊

根据一份更详细的报告，我们可以还原一个甜瓜榴弹炮装药。
甜瓜榴弹炮的质量和爆炸当量是多少？显然，这是保密的。猎户座驱动核脉冲单元将约1150公斤，约有29吨TNT的爆炸当量，装置为半径0.4米、高0.87米的圆筒。因此，体积大约是0.4立方米。

Casaba Howitzer是研究减少由核脉冲单元产生的粒子的传播效果。使圆锥足够窄，它成为一个破坏性的光束。
最初的核聚能装药设计要求使用钨板。脉冲单元爆轰产生的粒子在22.5°的扩散范围内。粒子速度会比较慢（10—100公里/秒，取决于推力的要求）而冷（飞行中有14000°C，撞击退板后能达到67000°C）。

如前所述，使用较轻的元素，如塑料，甚至氢，能形成长而窄而不是宽而扁平的束流中，可以达到非常窄的圆锥体和非常高的粒子速度。1990年一篇《科学与全球安全报告》表示用聚苯乙烯做推进剂的材料能产生扩散角为5.7°，速度为1000公里/秒的粒子束。
粒子速度是由根均方方程导出的。它可以写成这样：
粒子速度=（24939 *温度/质量）^0.5
24939是一个常数等于玻尔兹曼常数（1.38×10^-23）除以公斤摩尔质量（1.66×10^-27）倍的程度的运动自由度。温度为核爆炸的开尔文温度，质量是使用的推进剂质量千克/摩尔。
一个原子弹（10^8 K），铀（Z=238）将被加速到102km／s。
在聚变反应（10^9 K）、氘（Z=2）将被加速到3530km／s。
困难在于将这种热能传递给推进剂，并保持粒子锥聚焦。
在推进脉冲装置中，我们并不知道核装药能否有效地加热推进剂。大多数文章来源引用85%的核爆的能量被发送到所需的方向。这其实只是假设，实际的数值是否更大或更小，一些推进剂是否会被抛射到错误的方向，以及更大的脉冲单位是否更有效（更高的推进剂质量分数）。这是很重要的，因为它允许动态估计粒子速度。


（其他几种推进单元的设计及数据）
在计算发射给推进剂的能量时，使用较低的数字是合理的。
Scott Lowther给小当量裂变装药效率为50%。
在SDI的核武器研究项目，普罗米修斯计划（Project Prometheus）中，实验测试Casaba Howitzer的武器使用塑料推进剂。它达到了10%的效率。
普林斯顿大学1990年关于第三代核武器的研究表明，Casaba Howitzer的效率只有5%，但聚变装置的光束聚焦能力提高了十倍

有效性
尽管缩小了扩散的角度，Casaba Howitzer产生的粒子流消散的速度远远超过电磁加速粒子束或激光。
正如第三代核武器研究报告所述，有可能将波束角减小到0.006度；普罗米修斯计划实验显示为0.057度。代价是比推进单元的效率要低得多（5-10% VS 80-85%）。
一个热核武器的理论最大能量密度为25TJ/kg。现代武器是能够实现2.5TJ/kg，但这个数字一般只有当量巨大的武器可以实现。小型核弹头。如普罗米修斯计划的测试很可能是在千吨级范围，质量约100kg。对于裂变过程的更好理解可以帮助我们将核物质需求削减到一公斤或更少。
核爆炸只持续一微秒，所以我们可以假设，整个单位的能源是一个持续10^ -6秒脉冲传递到目标。作为生产的颗粒，扩大在一个角θ锥，我们可以使用下面的公式计算在不同距离的潜在破坏力：
强度=（当量*效率* 10 ^ 6）/（3.14×（tan（θ）*距离）^ 2）
照度=（当量×效率）/（3.14×（tan（θ）*距离）^ 2）
强度的单位是每平方米瓦特。照度的单位是每平方米焦耳。当量是核装置的爆炸当量，单位为焦耳。效率则是定向成功的能量占的百分比。θ是锥角。距离是核爆炸与目标之间的距离，以米为单位。
让我们计算一些例子：
小型Casaba Howitzer（50kg）
扩散角度：0.01弧度（0.057度）
5kt当量，10%的效率：2.09TJ
距离1km：辐照度= 2.09GJ /米^ 2
距离10km：辐照度= 209MJ/米^ 2
距离100km：辐照度= 2.09MJ/米^ 2
距离1000km：辐照度= 2KJ /米^ 2
大型Casaba Howitzer（1000kg）
扩散角度：0.001弧度（0.0057度）
1Mt当量，5%的效率：0.2PJ
距离1km：辐照度= 0.2TJ/米^ 2
距离10km：辐照度= 24GJ/米^ 2
距离100km：辐照度= 200MJ/米^ 2
距离1000km：辐照度= 2.09MJ/米^ 2
未来的百万吨级核长枪
扩散角度：0.0001弧度（0.00057度）
1MT当量，20%的效率：0.83PJ
距离1000km：辐照度= 0.83GJ/米^ 2
距离100000公里：辐照度= 83KJ/米^ 2
为了确定破坏能力，我们模型中的Casaba Howitzer作为直接能量武器。我们可以将这种粒子攻击假设为一种激光武器，发射具有相同特性的单个脉冲。
我们将把打击描述为持续1微秒的激光脉冲，包含x能量和y点半径。由一个直径2cm的镜子始终产生相同的光斑尺寸为0.01弧度的一1630nm激光束聚焦。一个20厘米镜用于0.001弧度的光束，和200cm 0.0001。我们测试铝的渗透性。
小型Casaba Howitzer：
x = 2.09TJ
10km，Y = 0.994m：734mm渗透
50km，Y = 4.97m：5.86mm渗透
大型Casaba Howitzer：
x = 0.2PJ
1000km，Y= 9.94m：70.2mm渗透
5000km，Y = 49.7m：0.56mm渗透
未来的百万吨级核枪：
x = 0.83PJ
10000km，Y = 9.94m：291.3mm渗透
50000km，Y = 49.7m：2.33mm渗透
结果表明，Casaba Howitzer是一个极具破坏性的武器，具有较大的装置打击距离相当于激光器的打击距离。即使是一个小甜瓜榴弹炮在50公里内也是有效的。而这些装置使用的技术在上世纪80年代早已经过测试。更大、更现代的设备可以延伸到更极端的距离。未来的装置发射的粒子的速度将被限制到约10000千米/秒，所以抵达目标的时间是微不足道的。

使用Casaba Howitzer有很多的优势，这里列出四种运用的方式：
1，终端弹头
以军事为重点的硬科幻小说，作者通常要在导弹和激光的优势之间做权衡。要么使激光器太强大，使大规模导弹攻击不经济（“我TM射爆”流）。要么制造导弹既便宜又快，你可以压倒任何激光防御（“吃我导弹雨”派）。
导弹被跟踪目标的要求所阻碍，并一直跟踪到撞击为止。当导弹接近目标时，激光会越来越有效。超过某一点，任何被激光击中的导弹很快就会被摧毁。速度如此之快，以至于激光防御的主要限制是切换目标所需的时间。换言之，激光防御在其周围设置一个“死亡区域”，在那里，任何一波导弹都将很快被消灭。
高效率的激光、多炮塔和合理的目标处理组合可以拦截数百枚导弹。
而在导弹方面，则是通过被称为“狂欢”随机的高加速度机动躲避拦截。今天的掠海导弹已经使用了这种策略，一旦进入近程防御的范围内就将进行“蛇形机动”。问题在于，在太空中，导弹需要强大的推进器、大量的推进剂和主动的、自主的传感器，这些传感器必须要生存到攻击的最后阶段。这意味着导弹最终将变得沉重，难以加速，大（容易跟踪和命中）和昂贵（由于机载电子设备）。所有这些特点都是与经济性和高机动性相违背的。

使用一个Casaba Howitzer弹头，将解决了这个难题。
它允许导弹从死亡区域外造成伤害。它也消除了终端阶段节省推进剂的必要性，甚至加快了高速拦截的必要性。它使导弹更轻更轻。根据核技术的价格，一些Casaba Howitzer导弹甚至比集群的动能撞击导弹更便宜。

2，点防御
核聚能装药的用途远不仅仅是弹头。正如本帖有效性部分所计算的，粒子锥迅速扩散，但在短距离内仍然有效。
在防守端，一个Casaba Howitzers将其使用的裂变材料轻量化和高效。这是因为它必须部署在与来袭炮弹相当的数量上。为了优化效率，可以产生宽锥面的等离子烈焰。
这个圆锥可以用来清除终端阶段的导弹。足够接近，它将彻底蒸发对面的投射物。再远一些，它仍然可以通过脉冲冲击损伤传感器和粉碎推进剂罐子。圆锥体的大角度是有利的，因为它会降低探测高机动导弹的精度要求，甚至可以在一次拦截中抓住几枚导弹。
用Casaba Howitzers作为点防御，它还有其他一些的优势。比如，不消耗功率，有无限的发射率。如果你发现敌方导弹进入，你可以激活的全部有效的防御无人机并让他们指向目标。一旦进入射程，所有装置都可以同时引爆。
这实际上可能是首选的策略，以防止以前的装置爆炸干扰后续装置。不过这个问题可能随着Casaba Howitzers使用纯聚变装置而解决。
比如防守Casaba Howitzer：
100kg，10kt产量
85%的效率：35.56TJ束流
束流速度：1000km / s
光束角度：10度
有效范围（穿透5mm的铝）：16km
这种弹头可以摧毁16公里外，6.15平方千米内的任何目标。等离子烈焰在不到16毫秒的时间内到达目标，而且不像点针对激光，它一次影响目标的整个表面。

3.助推器
核形状电荷的惊人威力也可以不直接用于破坏目标。它可以用创新的方式使用。
不用修改“猎户座”计划中的核脉冲装置，使其产生一个狭窄的锥产生高速度的粒子。一个“原版”的核定向装药也可以作为现代HEAT（破甲弹）的核能版。金属锥可以通过核聚能装药的爆轰而被熔化并压缩成射流。唯一的要求是，沉积在金属内衬中的能量不足以完全蒸发它。这将允许它的一部分蒸发，利用蒸气的反冲力使其达到更高的速度，而不会扩散成无用的金属气体。

“直接”核EFP，在热核爆炸是与金属锥接触产生聚能效应，发生出一个弹丸，速度由Gurney公式计算：
v =（（2 * * * E）0.5）*（（（1 + 2×米）3＋1）/（6 *（1 + m））- 0.5）
v是在m／s中达到的速度。
Y是核装置的产量，焦耳。
E是效率，是核聚能装药的0.85左右。
m是一个比率：爆炸质量除以弹丸质量。
在这种情况下，爆炸质量是铍的质量，它吸收核装置的X射线并将其转化为热能，从而成为工作流体。
1kt NEFP，Y=0.1kt或0.42tj；E=0.85；M=0.2，正如最初猎户座计划预计的那样。
NEFP弹丸的终端速度V = 2619km / s

4.粒子束武器
由Casaba Howitzer发射的电离粒子的可用于粒子加速器。与传统加速器不同，它的主要作用不是将粒子加速接近光速，而是利用磁透镜把离子聚焦到紧密准直的光束中。在枪口，离子被中和，以减少静电扩散。
最大的关注点是将粒子引入加速器而不降低其速度。一个类似于质谱仪的“磁漏斗”可以起到这个作用。

第二点是防止粒子破坏粒子加速器。这可以通过建立加速器为一系列广泛的间隔线作为弥补电磁铁回路。粒子束聚焦于各个阶段，在每个循环之后变窄。
这种武器的Casaba Howitzer最优配置是一个聚变装置，建造的最大粒子速度。10000km／s（3%光速）可以实现。这是不是一种电磁加速粒子束武器，但它没有外部电源的优势（电磁铁可以被他们接受的热量从核爆炸），体量远远小于普通的粒子加速器，能够延长小型核脉冲武器的有效距离范围（在数千公里）。

将“核长枪”引进你的作品
Casaba Howitzer是最好的作为一个早期的科幻设定技术。当太空探索仍然是新的，而对手开始在同一轨道上，短程但强大的核定向武器是非常有效的。
它可以安装在现代技术导弹上，以使它们无论撞击速度如何都能有效，或者，导弹加速到低速，然后将大部分的DV花费在规避机动中。它最有可能被最先进的国家使用，以提高其有效性，因为这项技术在概念诞生后的58年还远未得到很好的理解。
当这种技术被广泛应用，如核脉冲推进技术的发展之后，它将仍然是更多获得裂变材料的国家的最爱。而聚变装置允许更大的收益，可以更好地推进，一个甜瓜榴弹炮武器不从1000公里/秒的粒子速度效益。容易引爆的裂变电荷更容易处理和使用。
然而，随着激光将战斗范围扩大到甚至超过数万公里，它们将不受欢迎。更有效的导弹推进，或冷战隐身技术的发展，可能会进一步改变战场。
然而，随着推进技术的发展，新的、简单的引爆热核装置的方法可能变得司空见惯。反物质催化聚变或超级电容器供电的Z箍缩装置可能会让Casaba Howitzers因为无核裂变材料的要求，作为廉价的反导弹防御系统重返战场。
纵观历史，但是流行的或有效的他们，Casaba Howitzers将迫使美国认真看谁在裂变材料销售。只有2公斤的铀可以转换成几个千吨当量的武器，很容易隐藏在平民的货舱或远程卫星，用来在瞬间摧毁一个昂贵的军舰

本质上是低速但是射程远一些的等离子炮么