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Atmospheric transmission algorithm for pulsed X-rays from high-altitude nuclear detonations based on scattering correction
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作者 Ding-Han Zhu Xiong Zhang +3 位作者 Xiao-Qiang Li Peng Li Yan-Bin Wang Shuang Zhang 《Nuclear Science and Techniques》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第3期40-52,共13页
In high-altitude nuclear detonations,the proportion of pulsed X-ray energy can exceed 70%,making it a specific monitoring signal for such events.These pulsed X-rays can be captured using a satellite-borne X-ray detect... In high-altitude nuclear detonations,the proportion of pulsed X-ray energy can exceed 70%,making it a specific monitoring signal for such events.These pulsed X-rays can be captured using a satellite-borne X-ray detector following atmospheric transmission.To quantitatively analyze the effects of different satellite detection altitudes,burst heights,and transmission angles on the physical processes of X-ray transport and energy fluence,we developed an atmospheric transmission algorithm for pulsed X-rays from high-altitude nuclear detonations based on scattering correction.The proposed method is an improvement over the traditional analytical method that only computes direct-transmission X-rays.The traditional analytical method exhibits a maximum relative error of 67.79% compared with the Monte Carlo method.Our improved method reduces this error to within 10% under the same conditions,even reaching 1% in certain scenarios.Moreover,its computation time is 48,000 times faster than that of the Monte Carlo method.These results have important theoretical significance and engineering application value for designing satellite-borne nuclear detonation pulsed X-ray detectors,inverting nuclear detonation source terms,and assessing ionospheric effects. 展开更多
关键词 High-altitude nuclear detonation Atmospheric transmission Pulsed X-rays Scattering correction Analytical method Monte Carlo method
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核武器运输炸药爆炸事故气溶胶扩散数值模拟 被引量:9
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作者 唐秀欢 杨宁 +3 位作者 包利红 李华 龙霖 万俊生 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期142-148,共7页
为响应复杂环境中核武器运输炸药爆炸事故,建立了事故源项计算模型,根据两种典型运输事故场景特点,采用高斯多烟团模型数值模拟了气溶胶扩散过程,以文献试验数据为算例验证模型的有效性,讨论了影响计算的时间步长因素,并输入变风向的气... 为响应复杂环境中核武器运输炸药爆炸事故,建立了事故源项计算模型,根据两种典型运输事故场景特点,采用高斯多烟团模型数值模拟了气溶胶扩散过程,以文献试验数据为算例验证模型的有效性,讨论了影响计算的时间步长因素,并输入变风向的气象条件计算了有关辐射特征量。结果表明,1 kg武器级钚在53.52 kg TNT炸药爆炸下产生933 g 239Pu气溶胶,形成柱状云时高度可达249 m,气溶胶质量从顶部向下逐渐减小。时间步长为10 s以内时时间积分活度浓度计算结果曲线平滑,在中性气象条件下(风速6 m/s,东北风变东风),钚气溶胶预期剂量为10 mSv的下风向区域达2.8 km,污染区随风向改变而改变。模拟计算具有动态时效性和适应性,可用于核武器运输中炸药爆炸事故应急的后果评价。 展开更多
关键词 核安全 炸药爆炸 源项 高斯多烟团 数值模拟
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深空核爆电磁脉冲壳模型下的电子运动规律 被引量:3
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作者 朱梦 周辉 +5 位作者 程引会 李宝忠 吴伟 李进玺 马良 赵墨 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1974-1978,共5页
采用壳模型分析了深空核爆的电子运动规律,对深空核爆电磁脉冲的形成机理进行了初步研究。考虑MeV量级出射电子的相对论效应,在相对论框架下进行了电子运动过程的推导。计算了空间电荷层限制的形成时间,并提出一旦形成空间电荷限制,后... 采用壳模型分析了深空核爆的电子运动规律,对深空核爆电磁脉冲的形成机理进行了初步研究。考虑MeV量级出射电子的相对论效应,在相对论框架下进行了电子运动过程的推导。计算了空间电荷层限制的形成时间,并提出一旦形成空间电荷限制,后续状态满足准静态近似条件。在此基础上,推导了空间电荷振荡的频率,并与半数值计算的结果进行比对,二者符合得较好。计算表明,远场达到峰值的时间与爆炸当量、电子初始动能和弹体半径等参数密切相关,电场峰值总是出现在核反应极大值之前,并且在空间电荷层限制的形成时间附近。 展开更多
关键词 电磁脉冲 电偶极子 核爆炸 壳模型
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高空核爆炸注入辐射带电子的大气扩散损失 被引量:4
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作者 牛胜利 罗旭东 +1 位作者 王建国 乔登江 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期569-575,共7页
利用辐射带电子大气倾角扩散的福克-普朗克方程,通过推导与拟合处理扩散系数表征式,构造二阶精度有限差分格式,给出辐射带捕获电子大气扩散损失的数值计算方法.计算高空核爆炸裂变β谱电子注入辐射带后在不同L壳上的通量损失和能谱变化... 利用辐射带电子大气倾角扩散的福克-普朗克方程,通过推导与拟合处理扩散系数表征式,构造二阶精度有限差分格式,给出辐射带捕获电子大气扩散损失的数值计算方法.计算高空核爆炸裂变β谱电子注入辐射带后在不同L壳上的通量损失和能谱变化,结果表明,当L<1.3时,大气作用引起的扩散损失效应明显,低能电子比高能电子消失要快,电子通量初始阶段衰减很快,随后逐渐近似成时间指数函数形式衰减. 展开更多
关键词 高空核爆炸 辐射带 捕获电子 大气扩散损失
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两种深空核爆炸辐射电磁脉冲模型的比较 被引量:2
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作者 朱梦 周辉 +5 位作者 程引会 李宝忠 吴伟 李进玺 马良 赵墨 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期897-900,共4页
深空核爆炸通过电偶极子和磁偶极子两种辐射机制产生电磁脉冲。本文具体分析了两种辐射模型产生电磁脉冲的物理机制,并估算了远处观察点的辐射电场。计算表明,电子以高斯波形出射时,百吨TNT当量爆炸在km量级范围内产生的电偶极子和磁偶... 深空核爆炸通过电偶极子和磁偶极子两种辐射机制产生电磁脉冲。本文具体分析了两种辐射模型产生电磁脉冲的物理机制,并估算了远处观察点的辐射电场。计算表明,电子以高斯波形出射时,百吨TNT当量爆炸在km量级范围内产生的电偶极子和磁偶极子辐射电场强度分别为kV/m和10V/m量级。深空中地磁感应强度较弱,电子的角向运动相比初始方向运动是小量,因而磁偶极子的辐射强度远小于电偶极子的。 展开更多
关键词 磁偶极子 电磁脉冲 电偶极子 核爆炸 壳模型
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基于火焰加速和燃爆转变准则的氢气点火安全性研究 被引量:4
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作者 肖建军 周志伟 经荥清 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期563-569,共7页
采用点火器对可燃混合气体进行预先点火是严重事故下的1种可供选择的氢气缓解措施。基于σ准则和λ准则可以评估氢气燃烧时发生火焰加速(FA)和爆燃向爆炸的转变(DDT)的可能性。本文分析密闭房间中氢气早期和晚期点火的过程。分析结果表... 采用点火器对可燃混合气体进行预先点火是严重事故下的1种可供选择的氢气缓解措施。基于σ准则和λ准则可以评估氢气燃烧时发生火焰加速(FA)和爆燃向爆炸的转变(DDT)的可能性。本文分析密闭房间中氢气早期和晚期点火的过程。分析结果表明,点火器在空间的合理布置和初次点火时间的控制,可有效移除事故前期的氢气。本方法能用于确定核电站干式安全壳内氢气点火器的数量、位置和点火时间。 展开更多
关键词 核电站 严重事故 氢气缓解 安全壳 火焰加速 爆燃向爆炸的转变
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核爆炸的核监测技术的发展 被引量:2
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作者 毛用泽 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 1990年第5期301-307,F004,共8页
本文阐述了核电子学与核探测技术学科中的一个重要专业分支——核爆炸的核监测技术的内涵和范围,介绍并分析了核爆监测及核辐射监测的技术要求特点和发展现状。
关键词 核爆炸 核辐射 监测
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高空核爆环境下飞行控制系统的防护方法 被引量:1
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作者 林金永 张春侠 +2 位作者 周春梅 马继峰 董文杰 《信息与电子工程》 2012年第6期695-701,718,共8页
针对高空核爆引起的强电磁辐射使空间飞行器控制系统发生瞬时和持续的功能降级以及失效的问题,分析了强电磁辐射对空间飞行器飞行控制系统的潜在威胁和损伤效应,提出了强电磁脉冲辐射和强射线辐射环境下飞行控制系统的一些防护概念和方... 针对高空核爆引起的强电磁辐射使空间飞行器控制系统发生瞬时和持续的功能降级以及失效的问题,分析了强电磁辐射对空间飞行器飞行控制系统的潜在威胁和损伤效应,提出了强电磁脉冲辐射和强射线辐射环境下飞行控制系统的一些防护概念和方法。这些方法应用于飞行控制系统抗辐射加固设计,可显著提高空间飞行器抗强电磁辐射损伤能力。 展开更多
关键词 高空核爆环境 飞行控制系统 损伤效应 强射线辐射 防护方法
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应用^(36)Cl核爆脉冲峰测量包气带水补给 被引量:1
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作者 刘莉 马东升 《东华理工学院学报》 2007年第2期144-148,共5页
包气带中地下水运动研究是一个比较复杂的问题。传统的地下水动力学方法在解决这一问题有一定局限性,而利用同位素示踪研究包气带中地下水运动却有其独特的优越性。36Cl是氯的一种放射性同位素,来源有大气、岩石圈及人工三个方面。由于... 包气带中地下水运动研究是一个比较复杂的问题。传统的地下水动力学方法在解决这一问题有一定局限性,而利用同位素示踪研究包气带中地下水运动却有其独特的优越性。36Cl是氯的一种放射性同位素,来源有大气、岩石圈及人工三个方面。由于全球大气层核试验,产生了大量36Cl,形成了明显的核爆脉冲峰。简要论述了全球大气层核试验,特别是近海的核爆炸与36Cl沉降的关系,叙述应用36Cl核爆脉冲峰测量包气带地下水补给的研究进展。 展开更多
关键词 核爆炸 ^36Cl 包气带 地下水补给
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分凝模型对近区剂量场预报结果的影响
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作者 商建波 师全林 王群书 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期691-695,共5页
利用DELFIC中的一维气泡模型模拟核爆炸烟云上升过程,利用Davis-Stokes-Beard方程计算粒子沉降速率及Kolmogoroff-Batchelor理论计算水平扩散情况,重点考察了在特定粒径分布下F-T、Miller及G-X 3种分凝模型对不同粒径的粒子中放射性核... 利用DELFIC中的一维气泡模型模拟核爆炸烟云上升过程,利用Davis-Stokes-Beard方程计算粒子沉降速率及Kolmogoroff-Batchelor理论计算水平扩散情况,重点考察了在特定粒径分布下F-T、Miller及G-X 3种分凝模型对不同粒径的粒子中放射性核素含量分布结果的影响及其对近区剂量场预报结果的影响。结果显示,实测结果与3种分凝模型预测结果相对偏差绝对值的均值分别为28%、45%和35%,即半经验的F-T分凝模型较采用热力学平衡假设的G-X分凝模型和Miller分凝模型对近区剂量场的预测结果更准确。总体而言,分凝模型对于近区剂量场预报结果具有较大影响。 展开更多
关键词 地面核爆炸 沉降预报 分凝模型
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次级γ和散射γ测量近地太空氢弹爆炸爆高的一种新方法
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作者 程金星 欧阳晓平 +1 位作者 张安慧 沈春霞 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1216-1219,共4页
简单阐述了氢弹设计原理和爆炸过程,约定了文中要用到的一些基本概念,提出了武器次级γ和次级聚变中子散射γ联合测量氢弹爆炸爆高的思想,并例举了联合测量方法的计算过程,给出了预期要得到的效据、拟合公式及图形等。该方法在思想上是... 简单阐述了氢弹设计原理和爆炸过程,约定了文中要用到的一些基本概念,提出了武器次级γ和次级聚变中子散射γ联合测量氢弹爆炸爆高的思想,并例举了联合测量方法的计算过程,给出了预期要得到的效据、拟合公式及图形等。该方法在思想上是一种创新,但是在实际应用中尚需要深入研究,才可进入实用阶段。 展开更多
关键词 次级γ射线 散射γ射线 近地太空核爆 爆高
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管道聚能切割及定时起爆实验
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作者 胡文军 《爆破》 CSCD 1999年第2期78-83,共6页
本文对退役核潜艇管道拆除切割问题,在综合考虑各方面影响因素的基础上,设计、制作了聚能切割器及其定时起爆装置,并进行了不锈钢管的聚能切割实验和定时起爆实验。可作为施工时应用。
关键词 核潜艇 管道 聚能切割器 定时起爆 射流
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临近空间核爆炸碎片云运动特征与规律研究 被引量:2
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作者 刘利 牛胜利 +2 位作者 朱金辉 左应红 谢红刚 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期69-76,共8页
为了解临近空间核爆炸碎片云运动特征与规律,利用建立的临近空间核爆炸碎片云运动计算模型,对当量1 kt-10 Mt爆高30-80 km核爆炸碎片云运动进行了系统性计算研究。结果表明:碎片云最大上升高度、水平半径和上升速度随爆高和当量增加。爆... 为了解临近空间核爆炸碎片云运动特征与规律,利用建立的临近空间核爆炸碎片云运动计算模型,对当量1 kt-10 Mt爆高30-80 km核爆炸碎片云运动进行了系统性计算研究。结果表明:碎片云最大上升高度、水平半径和上升速度随爆高和当量增加。爆高30 km千吨级核爆炸碎片云最大上升高度为13-16 km,爆后5 min最大水平半径为4-5 km,兆吨级核爆炸碎片云最大上升高度为20-40 km,爆后5 min最大水平半径为15-30 km;爆高80 km千吨级核爆炸碎片云最大上升高度为30-50 km,爆后5 min最大水平半径为20-40 km,兆吨级核爆炸碎片云最大上升高度为200-400 km,爆后5 min最大水平半径为110-220 km。当量较小、爆高较低时,碎片云形状演化为扁椭球形;当量较大、爆高较高时,碎片云形状演化为倒梨形。研究得到的碎片云运动参数可为临近空间核爆炸电离层和人工辐射带等地球物理效应研究提供缓发辐射源信息。 展开更多
关键词 临近空间核爆炸 碎片云 计算模型 运动规律
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增强安全系统中独特码通信原则 被引量:2
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作者 胡志英 杨战平 罗永红 《信息与电子工程》 2008年第2期83-87,共5页
要害系统要求高等级安全性。根据增强安全系统中独特码形成原理,提出了独特码保真通信原则,包括独立通信原则、独特码信道中不可预存独特码信息原则和独特码每一个事件均必须以相同方式处理原则,并给出了数学证明和例证。
关键词 增强安全系统 独特码 相关性 独立通信
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多针孔成像近地太空核爆X射线测量方法研究 被引量:1
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作者 董文斌 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2016年第3期293-296,共4页
根据X射线多针孔成像的原理,搭建了地面模拟成像装置进行X射线成像实验,获得了像素能量沉积(灰度值)与X射线强度、像素位置与入射角之间的关系,验证了采用多针孔成像技术探测近地太空核爆的可行性,为今后采用编码孔成像技术探测近地太... 根据X射线多针孔成像的原理,搭建了地面模拟成像装置进行X射线成像实验,获得了像素能量沉积(灰度值)与X射线强度、像素位置与入射角之间的关系,验证了采用多针孔成像技术探测近地太空核爆的可行性,为今后采用编码孔成像技术探测近地太空核爆提供基础。 展开更多
关键词 多针孔成像 近地太空核爆 X射线探测 当量 方位
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一座核电站空气管路爆炸的原因
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作者 郭预权 C.W.考夫曼 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第4期327-333,共7页
介绍了对美国一座核电站的控制系统空气管路爆炸事故的原因分析和实验研究。认为爆炸起源于系统内部由激波引起的油膜爆轰所产生的瞬态高压。文中还介绍了有关的基本原理,实验设备和方法,给出了主要的实验结果,找到了产生这种油膜爆轰... 介绍了对美国一座核电站的控制系统空气管路爆炸事故的原因分析和实验研究。认为爆炸起源于系统内部由激波引起的油膜爆轰所产生的瞬态高压。文中还介绍了有关的基本原理,实验设备和方法,给出了主要的实验结果,找到了产生这种油膜爆轰的条件和保障安全生产的技术措施。这项工作为爆轰研究提供了一种理想的设备和方法。所获得的结果在爆轰机理研究和爆炸安全研究方面具有一定的意义和应用价值。 展开更多
关键词 核电站 空气管路 爆炸 安全
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临近空间核爆炸X射线能注量空间分布的模拟计算 被引量:2
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作者 李夏至 牛胜利 朱金辉 《现代应用物理》 2020年第1期10-14,共5页
计算了不同爆高下临近空间核爆炸的裸核区半径和裸核区内的能量沉积份额,分析了裸核区对X射线能注量空间分布的影响。结果表明,当量一定时,裸核区半径随爆高增大而增大,但在爆高达到一定高度后,裸核区半径不再随爆高有明显变化;爆高一定... 计算了不同爆高下临近空间核爆炸的裸核区半径和裸核区内的能量沉积份额,分析了裸核区对X射线能注量空间分布的影响。结果表明,当量一定时,裸核区半径随爆高增大而增大,但在爆高达到一定高度后,裸核区半径不再随爆高有明显变化;爆高一定时,裸核区半径随当量增加而增大。将裸核区半径作为新的球形源半径,将核爆炸X射线总能量减去裸核区中沉积的能量作为新的球形源总能量,利用蒙特卡罗方法计算得到了临近空间核爆炸X射线能注量的空间分布。结果表明,在爆高小于60 km时,爆心周围3 km内核爆炸X射线能注量在爆心上下的分布明显不对称;爆高一定时,随着爆心距的增加,测点处X射线的能谱变硬。 展开更多
关键词 裸核区 高空核爆炸 碰撞速率 蒙特卡罗模拟
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Explosion of Sun
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作者 Alexander Bolonkin Joseph Friedlander 《Computational Water, Energy, and Environmental Engineering》 2013年第3期83-96,共14页
The Sun contains ~74% hydrogen by weight. The isotope hydrogen-1 (99.985% of hydrogen in nature) is a usable fuel for fusion thermonuclear reactions. This reaction runs slowly within the Sun because its temperature is... The Sun contains ~74% hydrogen by weight. The isotope hydrogen-1 (99.985% of hydrogen in nature) is a usable fuel for fusion thermonuclear reactions. This reaction runs slowly within the Sun because its temperature is low (relative to the needs of nuclear reactions). If we create higher temperature and density in a limited region of the solar interior, we may be able to produce self-supporting detonation thermonuclear reactions that spread to the full solar volume. This is analogous to the triggering mechanisms in a thermonuclear bomb. Conditions within the bomb can be optimized in a small area to initiate ignition, then spread to a larger area, allowing producing a hydrogen bomb of any power. In the case of the Sun certain targeting practices may greatly increase the chances of an artificial explosion of the Sun. This explosion would annihilate the Earth and the Solar System, as we know them today. The reader naturally asks: Why even contemplate such a horrible scenario? It is necessary because as thermonuclear and space technology spreads to even the least powerful nations in the centuries ahead, a dying dictator having thermonuclear missile weapons can proce (with some considerable mobilization of his military/industrial complex)—an artificial explosion of the Sun and take into his grave the whole of humanity. It might take tens of thousands of people to make and launch the hardware, but only a very few need know the final targeting data of what might be otherwise a weapon purely thought of (within the dictator’s defense industry) as being built for peaceful, deterrent use. Those concerned about Man’s future must know about this possibility and create some protective system—or ascertain on theoretical grounds that it is entirely impossie. Humanity has fears, justified to greater or lesser degrees, about asteroids, warming of Earthly climate, extinctions, etc. which have very small probability. But all these would leave survivors—nobody thinks that the terrible annihilation of the Solar System would leave a single person alive. That explosion appears possible at the present time. In this paper is derived the “AB-Criterion” which shows conditions wherein the artificial explosion of Sun is possible. The author urges detailed investigation and proving or disproving of this rather horrifying possibility, so that it may be dismissed from mind—or defended against. 展开更多
关键词 Artificial Explosion of SUN ANNIHILATION of Solar System CRITERION of nuclear detonation nuclear detonation Wave detonate SUN Artificial SUPERNOVA
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Part 1: Possible Graviton Detection, for Outer Space Treatment of the Gertenshehtein Effect. <i>i.e.</i>Dyson’s Construction/Analysis Does Not Precludes Earth Bound Generation of Gravitons
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作者 Andrew W.Beckwith 《Journal of High Energy Physics, Gravitation and Cosmology》 2017年第1期1-8,共8页
We are reviewing Freeman Dyson’s paper which alleged that detection of gravitons via LIGO, or by outer space experiments (due to probabilistic calculations which we review in the document), an impossibility. The disa... We are reviewing Freeman Dyson’s paper which alleged that detection of gravitons via LIGO, or by outer space experiments (due to probabilistic calculations which we review in the document), an impossibility. The disagreement we have with Dr. Dyson is that his probability calculations are taking place in almost infinite spatial domains, which renders the detection protocols, using his probability scheme, impossible. After we summarize the Dyson outer space arguments, and how Dyson got them, we will refer the reader to the very strain calculation done in the referenced PRD article, so cited, as to how a nuclear weapon could generate GW, and then afterwards, refer the reader to a 2nd paper, of how Tokamaks could detect GW/ Gravitons, as detectable by the 3DSR effect. Nowhere are we suggesting DETONITION of a nuclear device to generate GW! The reader is referred to another Li et al. PRD article, 2008, as to 3DSR, as to how detection of GW/Gravitons could occur due to something other than the Gertenshehtein effect, in this paper, i.e. they can look it up, and then in a 2nd follow up paper learn how a Tokamak could be utilized to have a finite sized geometry, for using the 3DSR effect for GW generation. The first paper highlights how if one assumes that only by use of infinite spatial geometry, and by using only the Gertenshehtein effect, that indeed one can convince oneself as to not bothering with the very real prospects of earthbound generation of Gravitons and GW, and that in doing so, GW research will be strictly limited, even with the outstanding results of LIGO, which in no way should be criticized. The entire analysis makes the case that foundational research as to the nature of GRAVITY means moving beyond the mental limitations place on GW/Graviton research by Dyson’s 2009 paper. 展开更多
关键词 Gertenshtein EFFECT LIGO nuclear detonationS
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初动在核爆监测中的应用及分析
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作者 张永荣 《地震地磁观测与研究》 1992年第1期24-30,共7页
核爆炸与地震相比,围绕爆炸源的初动具有更多的向上记录和更高的振幅周期比,初动可以作为核爆与地震的一个识别标志。某些核爆炸的向下记录。或许是由于低信噪比的原因,记录到的是初至波的第二个半周;其余的也许是由于近P波走时曲线的... 核爆炸与地震相比,围绕爆炸源的初动具有更多的向上记录和更高的振幅周期比,初动可以作为核爆与地震的一个识别标志。某些核爆炸的向下记录。或许是由于低信噪比的原因,记录到的是初至波的第二个半周;其余的也许是由于近P波走时曲线的反射波造成。 展开更多
关键词 爆炸 监测 地下 地震 反射波
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