Dresden 2013 – wissenschaftliches Programm

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AGA: Arbeitsgruppe Physik und Abrüstung

AGA 9: Verification of the Comprehensive Test Ban Treaty

AGA 9.2: Vortrag

Freitag, 8. März 2013, 10:00–10:30, HSZ-04

Entfernung periodischer Störungen aus seismischen Signalen zur Unterstützung von Vor-Ort-Inspektionen der CTBTO — •Felix Gorschlüter — Experimentelle Physik III, Technische Universität Dortmund, Germany

Die Organisation des Vertrags über das umfassende Verbot von Nuklearversuchen (CTBTO) kann im Falle des Verdachts auf eine unterirdische Kernwaffenexplosion Inspektoren in das Gebiet entsenden, wenn das betroffene Land Mitglied des Vertrags ist. Zur genaueren Bestimmung des Explosionsorts sollen seismische Sensoren an der Erdoberfläche aufgestellt werden, die kleinste Erschütterungen durch Entspannungen im Gestein (sog. Nachbeben) detektieren sollen. Hubschrauber und Fahrzeuge des Inspektorenteams, Unruhe durch vorhandene Infrastruktur des inspizierten Staats, ggf. aber auch beabsichtigte Störversuche, erzeugen aber seismische Signale, die die von Nachbeben verdecken können.

Viele durch den Menschen erzeugte Geräuschquellen (Motoren etc.) sind periodischer Natur, wobei Luftschall in den Boden einkoppeln kann. Periodische Signale zeigen sich als Spitzen im Frequenzspektrum. Im Gegensatz dazu sind die Spektren der schwachen Signale der Nachbeben breitbandig. Mithilfe eines geschlossenen mathematischen Ausdrucks für das komplexe, diskrete Spektrum einer Sinusfunktion können die Spitzen monofrequenter Signale inzwischen erfolgreich vom überlagerten Spektrum entfernt werden. Diese Subtraktion wird demonstriert. Wenn sich die Frequenz zeitlinear ändert, ist eine Näherung für eine Implementation nötig; Ansätze dafür werden vorgestellt.