Nordamerikanske seismiske netværk kan bidrage til nuklear sikkerhed

Det internationale overvågningssystem er det bedste globale seismiske netværk til overvågning af atomvåbenforsøg rundt om i verden. For at udvide systemets detektionsmuligheder, imidlertid, internationale monitorer bør opsøge dataene, metoder og ekspertise i mindre regionale seismiske netværk.

I et papir udgivet som en del af en kommende fokussektion om regionale seismiske netværk i Seismologiske forskningsbreve , University of Utah seismolog Keith Koper forklarer, hvordan arbejdet i regionale seismiske netværk i Nordamerika bidrager til atomprøveovervågning, især i tilfælde af lavtydende eksplosioner. Koper er direktør for University of Utah Seismograph Stations.

Behovet for at opdage eksplosioner med lavt udbytte - dem med et udbytte på mindre end 0,5 kiloton og forårsager seismiske hændelser mellem størrelsesordenen 1,0 og 3,0 - er blevet mere presserende, givet modstridende rapporter om russiske lavudbyttetest på dens arktiske øbase Novaja Zemlja og i Nordkorea, hvor forskere har diskuteret, om en begivenhed i 2010 var en eksplosion eller et naturligt jordskælv.

"Uanset om det er en erfaren tester som Rusland eller en uerfaren tester som Nordkorea, den amerikanske regering har en meget stærk interesse i disse små begivenheder, sagde Koper.

Disse små seismiske hændelser ville sandsynligvis kun være velregistrerede ved lokale afstande på 150 til 200 kilometer, og er svære at skelne fra jordskælv og andre former for industrielle eksplosioner. Regionale seismiske netværk, som opererer over lokale afstande og rutinemæssigt opretter kataloger over små jordskælv, der skal være uforurenede af ikke-jordskælvs seismisk støj, er godt rustet til at håndtere disse udfordringer.

"Det er ligesom vores brød og smør - opdagelsen, placeringen og vurderingen af ​​størrelsen af ​​disse små begivenheder, " Koper bemærkede. "Det er en måde, hvorpå regionale netværk i Nordamerika kan bidrage til dette vigtige globale sikkerhedsproblem."

I SRL-avisen, Koper giver flere eksempler på, hvordan regionale seismiske netværk har leveret data, der kan være nyttige til international nuklear overvågning. De fleste regionale seismiske netværk i Nordamerika centrerer sig omkring en bestemt "seismo-tektonisk funktion, der garanterer ekstra overvågning i forhold til, hvad du kan få fra et globalt eller nationalt netværk, sagde Koper, såsom New Madrid Fault Zone i det centrale USA eller Cascadia subduktionszonen i Pacific Northwest.

Data fra flere nordamerikanske regionale netværk hjælper seismologer med at forfine nogle af de sædvanlige teknikker, som de bruger til at skelne eksplosioner fra naturlige jordskælv, såsom at sammenligne overflade- og kropsseismiske bølger og beregne forholdet mellem P-bølger og S-bølger. (P-bølger komprimerer sten i samme retning som bølgens bevægelse, mens S-bølger bevæger sten vinkelret på bølgeretningen.) Selvom disse teknikker kan identificere jordskælv på regional og global afstand, data indsamlet af regionale netværk tyder på, at disse teknikker muligvis ikke fungerer på samme måde over lokale afstande.

Specifikke regioner kan give andre vigtige oplysninger til overvågning. For eksempel, geologien i det nordøstlige USA minder mere om asiatiske teststeder end geologien i det vestlige Nordamerika. "Hvis du virkelig er interesseret i at opdage ting i, Lad os sige, Nordkorea, det nordøstlige USA er en bedre geologisk analog, " sagde Koper.

Ud over IMS, Diskrimination med lavt udbytte af atomprøvesprængninger er også et emne af interesse for agenturer som det amerikanske forsvarsministerium og nationale laboratorier. I Utah, for eksempel, Air Force Research Laboratory har givet midler til de regionale netværksoperatører til at oprette et tidskatalog, placeringer og størrelser af minesprængninger i Utah. "For de mennesker, der afprøver nye metoder til diskrimination, måske baseret på maskinlæring eller sådan noget, vi kan give denne dejlige, jord-sandhedskatalog, " sagde Koper.