Национальный ядерный центр рк (ргп няц рк) Дочернее государственное предприятие институт геофизических исследований (ДГП ИГИ ргп няц рк) (стр. 2 из 4)
Рисунок 2 - Карта расположения испытательных ядерных полигонов Азии относительно сейсмической группы Курчатов-Крест
Динамические параметры сейсмического шума
Для того, чтобы оценить возможности станции по обнаружению сигналов, следует изучить количественные характеристики сейсмического шума. Известно, что чем ниже уровень сейсмического шума, тем выше эффективная чувствительность станции и способность к обнаружению сигналов.
Для изучения сейсмического шума были использованы записи станции за 2007 г. и 1996 г. Структура микросейсмических помех изучалась путем построения спектров плотности сейсмического шума для всех трех компонент. Методика такого анализа подробно описана в работах [3-5]. Выбирались 10- минутные отрезки без сейсмических событий или коды предшествующих сильных событий, для анализа использовались каталоги по глобальным мировым сетям NEIC (USGS) и REB (CTBTO), а также региональный интерактивный сейсмический бюллетень Центра данных. Отдельно выбирались фрагменты записей за ночное (17-18 ч GMT) и дневное время (7-8 ч GMT), а также отдельно анализировались шумы, рассчитанные для каждого сезона. Из рассмотрения исключались фрагменты записи техногенных помех типа движения поезда. Для анализа создавались выборки, состоящие из 20 фрагментов сейсмических записей, по которым строились медианные спектры.
На рисунках 3,а и б представлены результативные графики спектральной плотности (медианные спектры) для дневного и ночного времени для Z- компоненты центрального пункта KUR21 для 1996 г. и 2007 г.
Для 1996 г. спектральные кривые сейсмического шума для дня и ночи практически совпадают, уровень шума в диапазоне периодов от 0.3 до 5 с тяготеет к нижнеуровневой модели сейсмического шума Петерсона [6], однако для периодов менее 0.3 с, наблюдается резкий рост уровня шума, связанный с аппаратурными шумами.
Спектральные кривые шума, рассчитанные за период времени 2007 г., также тяготеют к нижнеуровневой модели сейсмического шума Петерсона [6], однако обращает на себя внимание различие в спектрах для дневного и ночного времени в высокочастотной области. Для периодов более 0.5 с уровень спектральной плотности сейсмического шума для дня и ночи практически совпадает. В диапазоне периодов 0.06 – 0.5с между уровнями спектральных плотностей дневного и ночного сейсмического шума наблюдается существенное различие. Так, для периода 0.4с эта разница составляет 9 дБ. Это связано с тем, что в районе расположения сейсмической группы в настоящее время активно развивается промышленность, ведется строительство и транспортное движение.
На рисунке 3 в проведено сопоставление спектральных кривых сейсмического шума за ночной период за 1996 и 2007 гг. В диапазоне периодов от 0.2 до 9 с значения спектральной плотности сейсмического шума практически совпадают, максимальное различие достигается для периода 0.4 с и составляет 4 дБ.
 |  |  |
| а) | б) | в) |
а)1996 г., б)2007 г., в) сопоставление сейсмического шума за ночной период за 1996 и
2007 гг.
Рисунок 3- Спектральные кривые сейсмического шума для дня и ночи по
Z- компоненте центрального пункта KUR21
На рисунке 4 представлены спектральные кривые сейсмического шума для Z- компоненты, рассчитанные для ночного времени четырех сезонов - лета, зимы, осени, весны. Никаких сезонных вариаций сейсмических шумов для станции не наблюдается, это связано с установкой сейсмометров в глубокой скважине, где температура, влажность и давление практически постоянны.
Рисунок 4- Спектральные кривые сейсмического шума ночного времени для
Z-компоненты, для четырех сезонов - лето, зима, осень, весна
По результатам сравнения динамических характеристик уровня сейсмических шумов за периоды времени 1995-2000 гг. (до модернизации) и 2007-2010 гг. (после модернизации) можно сделать вывод, что цифровые данные, полученные за период времени 1995-2000 г. хорошего качества. В рабочем диапазоне периодов станция обладала хорошими возможностями для регистрации сейсмических событий, как на региональных, так и на телесейсмических расстояниях.
Из рассмотрения экспериментальных данных о характеристиках сейсмического шума сделан вывод о достаточно хороших возможностях в обнаружении как в период с 1995- 2000гг., так и в последние годы. Этот вывод подтверждается анализом, регулярно проводимым в Международном Центре данных (IDC) в Вене. Станция Курчатов – Крест по количеству ассоциируемых и детектируемых вступлений сейсмических волн от событий всего мира входит в пятерку самых лучших станций вспомогательной сети международной системы мониторинга.
Особенности регистрации ПЯВ сейсмической группой Курчатов-Крест.
Сейсмическая группа Курчатов-Крест имеет особые условия для регистрации событий на территориях ядерных полигонов Азии. Как видно из рисунка 2, из четырех полигонов один (СИЯП) находится на близком и три (Лобнор, Чагай и Похаран) – на региональных расстояниях от станции. На рисунке 5 представлены сейсмограммы взрывов с этих полигонов.
Северокорейское испытание 9 октября 2006г. сейсмическая группа Курчатов-Крест зарегистрировала, когда работала в тестовом режиме. На записях этой группы обнаружены сигналы, соответствующие этому событию. На рисунке 6 показаны записи сейсмической группы Курчатов – Крест по 21 элементу и результаты f-k-анализа. Наблюденный азимут и расчетный азимут на эпицентр взрыва достаточно хорошо согласуются (85.06º и 85.31º).
В таблице 1 приведены расчетные и истинные азимуты для событий из районов полигонов мира. Для полигонов СИЯП, Чагай, Лобнор и Муруроа наблюдается небольшая ошибка в вычислении азимута. Для полигона Похаран и Северокорейского испытательного полигона эта поправка незначительна [1-2].
1 – калибровочный взрыв на площадке Балапан (СИЯП), 31.08.1997 г., t0= 07-08-39.2,
j=49.8837°, l=78.8148°, 2- ядерный взрыв полигон Лобнор, 17.08.1995 г., t0=00-59-57.7,
j=41.560°, l=88.800°, 3- ядерный взрыв полигон Похаран, 28.05.1998 г., t0=10-16-15.2,
j=28.902°, l=69.789°, 4- ядерный взрыв полигон Чагай, 11.05.1998 г., t0=10-13-41.7,
j=27.105°, l=71.802°
Рисунок 5- BEAM сейсмических записей станции Курчатов-Крест
 |  |
| а) | б) |
а) –записи взрыва, фильтр 1.25 Гц. б) - f-k анализ группы P-волн по данным СГ Курчатов-Крест. Кажущаяся скорость 12,09 км/c, азимут 85.31°
Рисунок 6- Данные по Северокорейскому подземному ядерному взрыву 09.10.2006 г. по станциям сейсмической группы Курчатов-Крест (AS058)
Таблица 1- Расчетные и наблюденные азимуты для событий из районов испытательных полигонов
| Полигон | Расчетный азимут, град | Наблюденный азимут, град | Кажущаяся скорость, км/с | Расстояние, км |
| Лобнор | 130.96 | 138.02 | 8.87 | 1406 |
| Чагай | 196.64 | 210.33 | 14.42 | 2674 |
| Похаран | 190.47 | 194.47 | 11.81 | 2673 |
| СИЯП (Балапан) | 155.55 | 161.57 | 12.12 | 82 |
| Северная Корея | 85.31 | 85.06 | 12.09 | 3974 |
| Муруроа | 59.53 | 53.50 | 43.72 | 15450 |
Оценка качества распознавания ПЯВ и землетрясений.
Для исследования качества распознавания сейсмических событий различной природы (ПЯВ и землетрясения) из районов испытательных полигонов Лобнор, Чагай, Похаран за 1995-2010 гг. были выбраны записи событий в формате CSS3.0. На рисунке 7 представлена карта расположения эпицентров событий.
Для района СИП создана база данных калибровочных химических взрывов за 1997-2000 гг., произведенных на площадках Балапан и Дегелен [7], землетрясений, близких к району СИП, а также сильных карьерных химических взрывов из района площадки Балапан на СИП. Для полигона Пунгери (2006, 2009 гг.) собраны данные только подземных ядерных взрывов, так как полигон расположен на телесейсмическом расстоянии.
Всего база данных содержит 80 событий, зарегистрированных на локальных, региональных и телесейсмических расстояниях за 1995-2010 гг.
Треугольник – центральная точка KUR21, кружки – землетрясения, звездочки подземные ядерные взрывы
Рисунок 7 – Карта расположения сейсмических событий в районах испытательных полигонов Азии, зарегистрированных сейсмической группой Курчатов-Крест за 1995-2010 гг.