Physics Experiment 1-A (PE1-A) is de eerste in een reeks niet-nucleaire experimenten die computersimulaties zullen vergelijken met seismische, tracergas-, akoestische en elektromagnetische gegevens met hoge resolutie die zijn verzameld uit ondergrondse explosies en atmosferische experimenten, zei Lawrence Livermore National Laboratory-onderzoeker Stephen Myers op de jaarlijkse bijeenkomst van de Seismological Society of America (SSA) in 2024.

De explosie van 18 oktober - het equivalent van 16,3 ton TNT - vond plaats in Aquaduct Mesa "P Tunnel" op de Nevada National Security Site (NNSS). Seismische, akoestische en elektromagnetische golven van de schok werden geregistreerd door instrumenten in de buurt van de explosie en met regionale seismische netwerken, terwijl gastracers en chemische bijproducten die vrijkwamen in de resulterende holte en boorgaten ook werden bemonsterd door een dichte reeks instrumenten. Seismische signalen werden op minstens 250 kilometer afstand van de explosie geregistreerd.

"Dit alles is bedoeld om ons doel te helpen bereiken:het beter monitoren van kernexplosies en het begrijpen van de bronfysica van hoe die explosies seismische golven genereren", aldus Myers.

Physics Experiment 1 (PE1) is het nieuwste onderzoeksprogramma bij NNSS, waar atmosferische kernproeven plaatsvonden tussen 1951 en 1962, en ondergrondse testen plaatsvonden tussen 1961 en 1992. Meer recentelijk keken programma's zoals het Source Physics Experiment naar een reeks niet- nucleaire chemische explosies in verschillende rotsomgevingen, waarbij gegevens worden verzameld om meer te leren over explosiefysica.

De zeven nieuwe experimenten die gepland zijn als onderdeel van PE1 omvatten meer ondergrondse chemische explosies onder verschillende plaatsingsomstandigheden, evenals atmosferische experimenten die proberen het ondergrondse en atmosferische transport van gassen die bij dit soort explosies worden geproduceerd, te volgen.

Het programma zal ook gebruik maken van een grote elektromagnetische spoel, ongeveer vier meter breed, om pulsen van elektromagnetische energie in de tunnel te genereren die aan het grondoppervlak kunnen worden gemeten, om te bepalen hoeveel van het elektromagnetische signaal van een ondergrondse kernproef zou worden beïnvloed door reizen door de aarde.

‘Er bestaat niet één experiment dat alle signalen kan genereren die door een nucleair schot worden geproduceerd, dus doen we deze serie van zeven om te proberen al die signalen samen te voegen,’ legde Myers uit, ‘zodat we onze volledige kennis kunnen valideren. natuurkundige codes die we gebruiken om te simuleren hoe al deze signalen eruit zouden zien als gevolg van een nucleaire explosie."

Aanzienlijke verbeteringen op het gebied van high-performance computing hebben onderzoekers als Myers in staat gesteld steeds realistischere en complexere explosiesimulaties te maken, maar "dan is de vraag:'hebben ze gelijk?' En de enige manier waarop we daar zeker van kunnen zijn, is door ze te vergelijken met deze datasets met hoge resolutie uit de experimenten", zei hij.

De nieuwe experimenten zijn zwaarder geïnstrumenteerd dan oudere NNSS-experimenten, merkte hij op, wat helpt bij het valideren van de computercodesimulaties.

Atmosferische simulaties moeten bijvoorbeeld rekening houden met complexe variabelen zoals temperatuurveranderingen en luchtturbulentie onder verschillende topografische omstandigheden.

Met de experimenten zei Myers:"We proberen een idee te krijgen als er tracers uit de grond zouden komen na een kernproef, wat precies sommige van deze zeer lokale omstandigheden, topografie en andere aspecten zouden zijn van invloed op het transport van die radionucliden en andere veelbetekenende gassen die kunnen vrijkomen bij een ondergrondse test."

Myers zei dat de seismische en akoestische gegevens van PE1 na twee jaar zullen worden vrijgegeven aan een openbare seismische database. "We willen dat dit een hulpbron is voor de gemeenschap als geheel."

Aangeboden door Seismological Society of America