DE2064406A1

DE2064406A1 - Failure-free detector for nuclear weapon explosions

Info

Publication number: DE2064406A1
Application number: DE19702064406
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung G08c 15 06 Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-12-30
Filing date: 1970-12-30
Publication date: 1972-07-13
Also published as: FR2119973A1; FR2119973B1; IT943681B; BE776501A; GB1305169A; DE2064406B2; CA958790A; NL7118142A; CH546465A; JPS541877B1; SE364802B

Description

PATENTANMELDUNG Störungsireier Detektor für Kernwaffenexplosionen.PATENT APPLICATION Fault fire detector for nuclear weapons explosions.

Detektoren für Kernwaffenexplosionen spielen eine wesentliche Rolle im Rahmen des zivilen Bevölkerungsschutzes, Z.13. derart, daß bei Auftreten eines Atomblitzes sehr rasch arbeitende Verschlüsse zum Schutz des menschlichen Auges gegen Blendung und Augenbeschädigung ausgelöst werden, die üblicherweise in Bunkerfernrohren und dergl. eingebaut sind. Nach dem bisherigen Stande der Technik gelang es zwar, solche Detektoren auszubilden, die zuerst gemäß Figur la, den von einer Kernwaffenexplosion herrührenden Signalanteil des elektromagnetischen Impulses aufnehmen und alsdann gemäß dem unterenDetectors for nuclear weapons explosions play an essential role in the context of civil protection of the population, line 13. such that when an atomic lightning strike occurs, closures to the Protection of the human eye against glare and eye damage are triggered, which are usually in bunker telescopes and the like. are built in. According to the previous state of the art, it was possible to design such detectors, which are first shown in FIG. the signal component of the electromagnetic signal resulting from a nuclear weapon explosion Absorb the impulse and then according to the lower one

1 Teil der Figur la den Beginn des Lichtsignales der Kernwaffenexplosi- ^ 1 part of the figure la the beginning of the light signal of the nuclear weapons explosi- ^

on empfangen und unverzüglich danach das elektronische Auslösesignal abgeben. Allen diesen Detektoren haftetejedoch der Nachteil an, daß sie auch bei Auftreten heftiger Gewitterblitze unerwünscht ansprechen. Diese Tatsache liegt darin begründet, daß jeder Gewitterblitz ebenfalls einen starken EMP, d.h. ein elektrisches Störunge signal aussendet, das nicht unterscheidbar ist von dem einer Atom explosion, und daß ebenfalls Gewitterblitze Lichtimpulse in einer sehr großen möglichen Formenvielfalt aussenden, von denen der hier in Frage stehende Anstieg durchaus der Lichtemission einer Kernwaffenexplosion im frühen Stadion vergleichbar ist. Auch bestehen die meisten Gewitterblitze aus mehreren rasch hintereinanderfolgenden Entladungen, wobei der Ab- ^on and immediately afterwards the electronic trigger signal hand over. However, all of these detectors had the disadvantage that they address undesirably even if violent thunderstorm lightning occurs. This fact is due to the fact that every thunderstorm lightning also emits a strong EMP, i.e. an electrical Störunge signal that is indistinguishable from that of an atomic explosion, and that thunderstorm lightning also emit light pulses in a very large possible variety of shapes, of which the increase in question here is quite comparable to the light emission of a nuclear weapon explosion in the early stadium. Most of the thunderstorm lightning also consists of several discharges in rapid succession, the ab- ^

stand des ersten Blitzes zu dem nächstfolgenden Blitz durchaus in zeitlich ähnlicher Relation liegen kann wie das Auftreten eines elektromagnetischen Impulses zu dem nachfolgenden Lichtblitz einer Kernwaffenexplosion. was the time of the first lightning to the next following lightning There can be a similar relation as the occurrence of an electromagnetic pulse to the subsequent flash of light of a nuclear weapon explosion.

Die Erfindung löst die bestehende Unsicherheit dieser Detektorschaltungen in einer überraschend einfachen Weise. Durch Messungen wurde nämlich festgestellt, daß bei einem Gewitterblitz grundsätzlich die Aussendung eines elektromagnetischen Impulses zeitlicii synchron läuft mit der Aussendung des Lichtimpulses. Zwar können beide Impulsformen vollkommen verschieden sein., wie in Figur Ib angedeutet, jedoch beginnen beide gleichzeitig anzusteigen.The invention solves the existing uncertainty of these detector circuits in a surprisingly simple way. Measurements have shown that in the event of a thunderstorm lightning fundamentally the emission of an electromagnetic pulse synchronously in time runs with the emission of the light pulse. Both pulse forms can be completely different. as indicated in Figure Ib, however, both begin to rise at the same time.

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Die Erfindung ist in Fig. 2 veranschaulicht. Eine kleine Hilfsantenne 1 nimmt den elektromagnetischen Impuls sowohl von Blitzen wie auch von Kernwaffenexplosionen auf und leitet diese zu einem Verstärker bzw. einer amplitudennivellierenden Stufe 2. Desgleichen dient ein Fotosensor, z.B. eine Fotodiode 3 sowohl zur Aufnahme der Lichtemission von Gewitterblitzen als auch der von Kernwaffenexplosionen. Der nachfolgende Verstärker 4 ist so ausgelegt, daß er nur auf den Anstieg anspricht, d. h. ein differenziertes Signal erzeugt. Die Signale der Stufen 2 und 4 werden nun zu einer Ko inzidenzstufe 5 derart geführt, daß bei zeitlichem Zusammentreffen der Signale von 1 und 3 resp. 2 und 4 die weitere Auslösung der Schaltung blockiert ist. Nur dann, wenn zwischen 2 und 4 keine synchronen Signale anfallen, gelangt von der Auswertestufe 5 ein Signal, zu dem nachfolgenden Verstärker 6, der in an sich bekannter Weise z. B. ein Zeitprogramm mit einer Gating-Stufe haben kann derart, daß, wenn nach einer gewissen Zeit, z.B. einigen Millisekunden, noch kein Lichtimpuls aufgetreten ist, die ganze Schaltung wieder in den Ausgangswert, d.h. die Ruhelage zurückkehrt. Man kann die Stufe 6 auch so ausbilden, daß bei zeitlich hintereinander auftretendem Signal zwischen 1 und 3 oder bei Ausfall des Lichtsignales bei 3_a d.h. dem Nicht-stattfinden eines Gewitterblitzes die Stufe 6 mit der zeitlichen Tor stufe geöffnet bleibt, so daß bei verspätetem Eintreffen eines Lichtimpulses 3 entsprechend der Lichtemission einer Kernwaffenexplosion über 4 in die Signalleitung 7 h> das Impulssignal in 6 gegeben wird, womit feststeht, daß es sich um eine Kernwaffenexplosion wirklich handelte. Die übliche Verstärkung zwecks Ausgabe eines Impulses, angedeutet in der Schaltstufe 8, kann unverändert wie bisher bleiben. Um die Erfindung zu praktizieren, benötigt man lediglich zwei weitere integrierte Schaltungen, nämlich einen dem Fotosensor nachgeschalteten Hilfsverstärker und eine als Koinzidenz stufe geschaltete integrierte Schaltung. Dadurch wird automatisch in jedem Falle, in dem das erste auftreffende Signal gleichzeitig sowohl einen elektromagnetischen Impuls wie auch einen Lichtimpuls erzeugt, die Schaltung axißer Betrieb gesetzt und damit vollkommene Sicherheit gegen die Einwirkung bzw. unerwünschte Auslösung durch atmosphärische Blitzentladungen erzielt. The invention is illustrated in FIG. A small auxiliary antenna 1 picks up the electromagnetic impulses from both lightning and nuclear weapon explosions and transmits them to an amplifier or an amplitude-leveling stage 2. A photo sensor, e.g. a photodiode 3, is also used to record the light emission from lightning bolts as well as from nuclear weapon explosions . The subsequent amplifier 4 is designed so that it only responds to the rise, ie generates a differentiated signal. The signals of stages 2 and 4 are now led to a coincidence stage 5 in such a way that when the signals from 1 and 3 coincide, respectively. 2 and 4 the further triggering of the circuit is blocked. Only when there are no synchronous signals between 2 and 4 does a signal pass from the evaluation stage 5 to the subsequent amplifier 6, which z. B. can have a time program with a gating stage such that if after a certain time, for example a few milliseconds, no light pulse has occurred, the whole circuit returns to the initial value, ie the rest position. You can train the level 6 so that if the signal occurs consecutively between 1 and 3 or if the light signal fails at 3 _a, ie the non-occurrence of a thunderstorm, the level 6 with the temporal gate level remains open, so that in the event of a delayed arrival a light pulse 3 corresponding to the light emission of a nuclear weapon explosion via 4 in the signal line 7 h> the pulse signal in 6 is given, whereby it is established that it really was a nuclear weapon explosion. The usual gain for the purpose of outputting a pulse, indicated in switching stage 8, can remain unchanged as before. In order to practice the invention, only two further integrated circuits are required, namely an auxiliary amplifier connected downstream of the photosensor and an integrated circuit connected as a coincidence stage. In this way, in every case in which the first incident signal simultaneously generates both an electromagnetic pulse and a light pulse, the circuit is automatically set to operate and thus complete security against the effects or undesired triggering by atmospheric lightning discharges is achieved.

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Naturgemäß kann die hier dargestellte Erfindung in Abwandlung auch dazu benutzt werden, um Fehlauslösungen durch chemisch erzeugte Blitze sicherzustellen. Bei detonierendem Sprengstoff, z.B. -adf Granaten gibt es ebenfalls außer einer Lichtemission, die der Detonation des Sprengstoffes folgt, innerhalb von Mikrosekunden ein zwar schwach, aber immerhin deutlich ausgeprägtes EMP-Signal, das der Anregung von Granatensplittern entspricht und vermutlich durch den hohen Ionisationsgrad der Detonation erzeugt wird. Die angegebene Schaltung vermag audieine Fehlauslösung solcher Detektoren sicherzustellen, indem sichergestellt wird, daß das EMP-Signal an der Antenne 1 und der kurz davor infolge einer Detonation liegende Lichtblitz am Sensor 3 noch innerhalb des Koinzidenz-Zeitraumes der Hilfsschaltung 5 liegen. Bei Sprengstoffen beträgt der zeitliche Abstand zwischen Lichtimpuls und i Naturally, the invention shown here can also be used in modification to ensure false triggering by chemically generated lightning. In the case of detonating explosives, e.g. -adf grenades, there is also a light emission that follows the detonation of the explosive, within microseconds a weak but at least clearly pronounced EMP signal, which corresponds to the excitation of grenade fragments and presumably due to the high degree of ionization of the Detonation is generated. The specified circuit can also ensure that such detectors are incorrectly triggered by ensuring that the EMP signal at antenna 1 and the light flash at sensor 3 shortly before it due to a detonation are still within the coincidence period of auxiliary circuit 5. In the case of explosives, the time interval between the light pulse and i

der ersten Wahrnehmung eines EMP-Signales im allgemeinen nur 1 μβ oder dergl., während bei Kernwaffen zwischen dem EMP-Signal und dem Auftreten des Lichtimpulses viel längere Zeiten anliegen. Indem man also die Koinzidenzschaltung mit einer Koinzidenzzeit von z.B. 2-3 μέ ausrüstet, gelingt es, die Schaltung nicht nur gegenüber atmosphärischen Blitzentladungen sondern auch gegenüber solchen von der Detonation von Munition abzusichern. Durch Einsatz der integrierten Schaltungstechnik ist bekanntermaßen der Stromverbrauch auf ein so geringes Maß reduzierbar, daß mit tragbaren Batterien gearbeitet werden kann, so daß die erfindungsgemäß dargestellte Schaltung auch im Rahmen eines Individualschutzes verwendbar erscheint. Naturge- M the first perception of an EMP signal is generally only 1 μβ or the like, while with nuclear weapons there are much longer times between the EMP signal and the occurrence of the light pulse. By equipping the coincidence circuit with a coincidence time of 2-3 μέ, for example, it is possible to secure the circuit not only against atmospheric lightning discharges but also against ammunition detonation. By using integrated circuit technology, it is known that the power consumption can be reduced to such a low level that portable batteries can be used, so that the circuit shown according to the invention also appears to be usable in the context of individual protection. Natural M

maß kann die Schaltung auch da nützlich eingesetzt werden, wo im Rahmen internationaler Überwachung automatische Stationen aufgestellt sind, die nur ansprechen sollen bzw. registrieren sollen, wenn eine unerlaubte Kernwaffenexplosion irgendwo stattfand, während die ausgesandten Signale von Gewittern uninteressant sind - im Gegenteil - es könnte zu diplomatischen Zwischenfällen führen, indem eine solche Schaltung nur aufgrund einer heftigen Gewittersituation Alarm auslöst.The circuit can also be used useful where in the frame international surveillance automatic stations are set up that should only respond or register when a unauthorized nuclear weapon explosion took place somewhere, while the signals sent by thunderstorms are uninteresting - on the contrary - it could lead to diplomatic incidents in that such a circuit only triggers an alarm due to a violent thunderstorm situation.

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Claims

PATENT CLAIMS

Claim (l /: interference-free detector circuit for nuclear weapon explosions characterized in that a detector circuit known per se is equipped with a coincidence stage in such a way that the simultaneous occurrence of an electromagnetic pulse and a light pulse within an arbitrarily determined Coincidence time, preferably below 3 μββο., The further Function of the circuit blocked.

Claim 2, device according to claim 1, characterized in that that one and the same photosensor - preferably a photodiode both receiving the light pulse from thunderstorm lightning or explosive lightning as well as the perception of nuclear weapon light emissions and that the amplifier circuit downstream of it once the coincidence circuit according to claim 1, on the other hand

~ f a programmable open gate, which, according to the time programs to be expected with nuclear weapons, between electrical

■ 4 tromagnetic pulse and light emission.

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