Науково-методичні підходи до оцінювання потужності ядерного вибуху на основі реєстрації й аналізу сейсмічних сигналів

Анотація

У статті розглянуто питання ефективного функціонування системи геофізичного моніторингу Головного центру спеціального контролю, який призначений для контролю за дотриманням міжнародних договорів про заборону ядерних випробувань.

Мета статті. На основі аналізу існуючих підходів до оцінки потужності ядерних вибухів провідними сейсмологічними службами та досвіду оцінки потужності підземних ядерних вибухів із випробувального полігону Північної Кореї, уточнити калібрувальні функції для розрахунку магнітуди за об’ємною P хвилею для подальшого отримання достовірних даних про потужність ядерних вибухів.

Методи дослідження. У статті використані методи: контент-аналізу – для дослідження досвіду випробувань та наявних документів з оцінювання потужності ядерних вибухів; системного аналізу – для формування науково-методичних підходів, окреслених у статті; методи математичної статистики – для визначення статистичної залежності між магнітудою і потужністю вибухів; аналітичні методи – для уточнення формул розрахунку калібрувальної функції до вертикальних компонент короткоперіодних Р‑хвиль та емпіричних залежностей стосовно оцінювання потужності ядерних вибухів.

Отримані результати дослідження. У роботі розглянуто сучасні підходи до оцінювання потужності підземних ядерних вибухів на основі реєстрації та аналізу коливань земної поверхні, яка може вказувати на рівень розвитку ядерних технологій держави, яка приховано проводить ядерні випробування, не зважаючи на договори про нерозповсюдження ядерної зброї. Відмічається, що реєструюча апаратура має мати таку амплітудно-частотну характеристику, яка забезпечує реєстрацію без спотворень повздовжніх, поперечних і поверхневих хвиль. Вирішення цієї задачі досягається або за використання широкосмугових приладів із великим динамічним діапазоном, або за допомогою декількох сейсмічних каналів, що мають менший динамічний діапазон, але які перекривають весь необхідний інтервал робочих частот. Крім того, у статті проаналізовано останні дослідження із відкритих джерел, які вказують, що точне визначення потужності підземних ядерних вибухів суттєво залежить від значення магнітуди сейсмічних джерел від вибухів, що, в свою чергу, не дає змоги застосувати ефективні алгоритми для її оцінювання.

Елементи наукової новизини. Для оцінювання магнітуди сейсмічних джерел від ядерного вибуху за даними пунктів спостереження Головного центру спеціального контролю було уточнено калібрувальні функції для розрахунку магнітуди з використанням вертикальних компонент короткоперіодних Р-хвиль, в результаті чого, була підвищена точність оцінки потужності підземних ядерних вибухів із випробувального полігону Північної Кореї.

Теоретична та практична значущість статті. На практиці підтверджено, що отримані оцінки потужності підземних ядерних вибухів корелюються із значеннями, які розраховані провідними світовими сейсмологічними службами. Практична значущість статті зводиться до можливості використання запропонованих науково-методичних підходів до оцінювання потужності ядерного вибуху, застосування перспективних зразків сейсмічної зброї на основі реєстрації та аналізу сейсмічних сигналів у процесі визначення параметрів сейсмічних подій з інших регіонів, зокрема, випробувальних полігонів, розробку пропозицій щодо автоматизації процесів обробки інформації з метою зменшення часу на прийняття рішень тощо.

Ключові слова: ядерний вибух, потужність ядерного вибуху, реєстрація та аналіз параметрів сигналів, магнітуда, калібрувальна функція, камуфлетний підземний ядерний вибух, добротність.