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高高度核爆発は、地球の大気圏上層部および宇宙空間における核兵器実験の結果生じるものである。1958年から1962年にかけて、米国とソ連は高高度でこのような実験を複数回実施した。
部分的核実験禁止条約は1963年10月に採択され、大気圏内および大気圏外での核実験を終結させた。 1967年の宇宙条約は、他の大量破壊兵器に加え、宇宙空間への核兵器の配備を禁止した。 1996年の包括的核実験禁止条約は、地上、地下、水中、大気圏内を問わず、あらゆる核実験を禁止しているが、締約国の一部による批准にとどまっているため、まだ発効していない。
結果として生じる強力な電磁パルス（EMP）は、いくつかの要素から構成されています。最初の数十分の1ナノ秒では、兵器の出力の約0.1%が、1～3メガ電子ボルト（MeV、エネルギーの単位）のエネルギーを持つ強力なガンマ線として現れます。ガンマ線は大気を貫通して空気分子と衝突し、そのエネルギーを放出して大量の正イオンと反跳電子（コンプトン電子とも呼ばれる）を生成します。これらのMeVエネルギーのコンプトン電子は、地球の磁力線に沿って加速し、螺旋状に運動します。結果として生じる過渡的な電場と電流は、15MHzから250MHzの無線周波数範囲の電磁波を発生させます。この高高度EMPは、地球表面から30～50キロメートル（19～31マイル）上空で発生します。対衛星兵器としての可能性は、 1958年8月のハードタック・チーク作戦で明らかになりました。サモアのアピア天文台で観測されたEMPは、太陽嵐によって発生するEMPの4倍の威力があった[ 1 ]。一方、1962年7月のスターフィッシュ・プライム実験では、ホノルルとニュージーランド（約1,300キロメートル（810マイル）離れた場所）の電子機器が損傷し、オアフ島（ハワイ）の街灯300個が溶断し、約100個の防犯アラームが作動し、カウアイ島のマイクロ波中継局が故障し、他のハワイ諸島との頑丈な電話システムが遮断された。宇宙空間でこのような核兵器によって発生するコンプトン放射線による衛星の有効破壊半径は、およそ80キロメートル（50マイル）と決定された。この目的のためにさらなる実験が行われ、国防総省のプログラム437に組み込まれた。
しかし、核兵器の実験や配備シナリオには問題が伴います。核事象に伴う半径が非常に大きいため、自国の衛星を含む他の衛星への無差別な損傷を防ぐことはほぼ不可能でした。 スターフィッシュ・プライムは宇宙空間に人工放射線帯を生成し、すぐに3機の衛星を破壊しました（アリエル、TRAAC、トランジット4Bはすべて放射線帯を通過した後に機能停止し、コスモスV、インジュンI、テルスター1は太陽電池などに放射線による損傷を受けたため、軽微な劣化に見舞われました）。スターフィッシュから4か月後の極軌道上の十分に遮蔽された衛星または有人カプセルの放射線量率は少なくとも0.6 Gy /日であり、NASAは有人宇宙探査計画に関して懸念を抱きました。
一般的に、宇宙（または非常に高い高度）での核の影響は、質的に異なる様相を呈します。大気圏での核爆発では特徴的なキノコ雲が発生しますが、高高度および宇宙での爆発では、地球の磁場によって歪められるまで球状の「雲」が現れる傾向があります。爆発によって発生した荷電粒子は、地球の磁力線に沿って加速され、共役点でオーロラのような現象を引き起こします[ 2 ]。この現象から、ドキュメンタリー制作者のピーター・クーランは、これらの爆発を「虹色の爆弾」と表現しています。高高度または宇宙での爆発の視覚効果は、大気圏での実験よりも長く続くことがあり、30分を超える場合もあります。高度50キロメートル（31マイル）で行われたブルーギル・トリプルプライムの発射による熱は、ジョンストン環礁の地上の職員に感じられ、この実験により、安全ゴーグルを着用していなかった爆心地の職員2名が網膜に火傷を負いました。
ソ連は1961年に4回、1962年に3回の高高度核実験を実施した。 1962年10月のキューバ危機の間、米国とソ連はともに威嚇行為として、高高度核爆発を複数回実施した。
ソ連の高高度核実験による最悪の影響は、1962年10月22日に行われたソ連のK計画核実験（ABMシステムA実証実験）で発生した。この実験では、300 キロトンのミサイル弾頭がジェズカズガン近郊の高度290キロメートル（180マイル）で爆発した。EMPにより、570キロメートル（350マイル）の架空電話線が絶縁され、測定された電流は 2,500 A の電流が火災を引き起こし、カラガンダ発電所を全焼させ、ツェリノグラードとアルマ・アタ間の浅く埋設された送電ケーブル1,000 キロメートル (620マイル)を停止させた。
米国政府制作の映像：