Bombă de cobalt - Cobalt bomb

Pentru tratamentele împotriva radiațiilor cancerului livrate de la un dispozitiv cu o sursă de izotop cobalt-60 , consultați terapia cu cobalt .

O bombă de cobalt este un tip de „ bombă sărată ”: o armă nucleară concepută pentru a produce cantități sporite de cădere radioactivă , destinată contaminării unei zone mari cu material radioactiv . Conceptul unei bombe de cobalt a fost descris inițial într-un program radio de către fizicianul Leó Szilárd la 26 februarie 1950. Intenția sa nu era să propună construirea unei astfel de arme, ci să arate că tehnologia armelor nucleare va ajunge în curând la punctul în care ar putea pune capăt vieții umane pe Pământ, un dispozitiv al zilei de judecată . Astfel de arme „sărate” au fost solicitate de Forțele Aeriene ale SUA și cercetate serios, dar nu au fost desfășurate. În ediția din 1962 aCartea Departamentului Apărării al SUA The Effects of Nuclear Weapons , o secțiune intitulată Război radiologic a abordat problema.

Istorie

Testul Operațiunea Antler / Runda 1 efectuat de britanici la locul Tadje din gama Maralinga din Australia, la 14 septembrie 1957, a testat o bombă folosind pelete de cobalt ca trasor radiochimic pentru estimarea randamentului. Acest lucru a fost considerat un eșec și experimentul nu a fost repetat. În Rusia, testul triplu de salvare nucleară " taiga ", ca parte a proiectului preliminar din martie 1971 Pechora-Kama Canal , a produs cantități relativ mari de cobalt-60 ( 60 Co sau Co-60) din oțelul care înconjura dispozitivele Taiga, cu această fuziune produs de activare a neutronilor generat fiind responsabil pentru aproximativ jumătate din doza gamma în 2011 la locul testului. Această contribuție procentuală ridicată se datorează în mare măsură faptului că dispozitivele nu s-au bazat deloc pe reacțiile de fisiune și, prin urmare, cantitatea de cădere de emisie de emisie de cesiu-137 este, prin urmare, relativ scăzută. Vegetația fotosintetizantă există în jurul lacului care a fost format.

În 2015, a fost scursă o pagină dintr-un aparent proiect de torpilă nucleară rusească . Proiectarea a fost intitulată „ Oceanic Multipurpose System Status-6 ”, denumită ulterior numele oficial Poseidon . Documentul preciza că torpila va crea „zone largi de contaminare radioactivă, făcându-le inutilizabile pentru activități militare, economice sau de altă natură pentru o lungă perioadă de timp”. Sarcina sa utilă ar fi „randament de multe zeci de megatoni”. Ziarul guvernului rus Rossiiskaya Gazeta a speculat că focosul ar fi o bombă de cobalt. Nu se știe dacă Status-6 este un proiect real sau dacă este vorba despre dezinformare rusească. În 2018, revizuirea anuală a posturii nucleare a Pentagonului a declarat că Rusia dezvoltă un sistem numit „Sistemul multifuncțional oceanic Status-6”. Dacă Status-6 există, nu se știe public dacă proiectul scurs în 2015 este corect și nici dacă afirmația din 2015 că torpila ar putea fi o bombă de cobalt este autentică. Printre alte comentarii cu privire la aceasta, Edward Moore Geist a scris o lucrare în care spune că „factorii de decizie ruși ar avea puțină încredere că aceste zone ar fi în locațiile prevăzute”, iar experții militari ruși sunt citați spunând că „torpilele robotizate ar putea avea alte scopuri, cum ar fi livrarea de echipamente de adâncime sau instalarea dispozitivelor de supraveghere. "

Mecanism

O bombă de cobalt ar putea fi realizată prin plasarea unei cantități de metal de cobalt obișnuit ( 59 Co) în jurul unei bombe termonucleare . Când bomba explodează, neutronii produși de reacția de fuziune în etapa secundară a exploziei bombei termonucleare ar transmuta cobaltul la cobalt-60 radioactiv, care ar fi vaporizat de explozie. Cobaltul se va condensa și va cădea înapoi pe Pământ cu praful și resturile de la explozie, contaminând solul.

Cobalt-60 depus ar avea un timp de înjumătățire de 5,27 ani, descompunându-se în 60 Ni și emițând două raze gamma cu energii de 1,17 și 1,33 MeV , prin urmare ecuația nucleară generală a reacției este:

59
27Co
 + n → 60
27Co
 → 60
28Ni
+ e - + raze gamma.

Nichelul-60 este un izotop stabil și nu mai suferă nicio decădere după ce transmutația este completă.

Timpul de înjumătățire de 5,27 ani al lui 60 Co este suficient de lung pentru a-i permite să se stabilească înainte să se producă o descompunere semnificativă și pentru a face imposibil să aștepți în adăposturi pentru ca aceasta să se descompună, dar suficient de scurtă pentru a produce radiații intense. Mulți izotopi sunt mai radioactivi ( aur-198 , tantal-182 , zinc-65 , sodiu-24 și multe altele), dar s-ar descompune mai repede, permițând eventual unor populații să supraviețuiască în adăposturi.

Cadere din bombele de cobalt față de alte arme nucleare

Produsele de fisiune sunt mai mortale decât cobaltul activat cu neutroni în primele câteva săptămâni după detonare. După o lună până la șase luni, produsele de fisiune de la chiar o armă termonucleară cu randament mare se descompun până la niveluri tolerabile de oameni. Arma termonucleară cu două etape (un declanșator de fisiune / primar cu o secundară de fuziune-fisiune secundară) cu randament mare este, astfel, automat o armă de război radiologic, dar căderea sa se descompune mult mai rapid decât cea a unei bombe de cobalt. Pe de altă parte, căderea unei bombe de cobalt ar face zonele afectate blocate efectiv în această stare intermediară de zeci de ani: locuibile, dar nu sigure pentru o locuire constantă.

Inițial, radiația gamma de la produsele de fisiune ale unei bombe de fisiune-fuziune-fisiune de dimensiuni echivalente este mult mai intensă decât Co-60 : 15.000 de ori mai intensă la 1 oră; De 35 de ori mai intens la 1 săptămână; De 5 ori mai intens la 1 lună; și cam egal la 6 luni. Ulterior, nivelurile de radiație ale produselor de fisiune scad rapid, astfel încât precipitațiile Co-60 sunt de 8 ori mai intense decât fisiunea la 1 an și de 150 de ori mai intensă la 5 ani. Izotopii cu viață foarte lungă produși prin fisiune ar depăși din nou 60 Co după aproximativ 75 de ani.

Teoretic, un dispozitiv care conține 510 tone metrice de Co-59 poate răspândi 1 g de material pe fiecare km pătrat al suprafeței Pământului (510.000.000 km 2 ). Dacă se presupune că întregul material este transformat în Co-60 cu o eficiență de 100% și dacă este răspândit uniform pe suprafața Pământului, este posibil ca o singură bombă să ucidă fiecare persoană de pe Pământ. Cu toate acestea, de fapt, conversia completă de 100% în Co-60 este puțin probabilă; un experiment britanic din 1957, la Maralinga, a arătat că capacitatea de absorbție a neutronilor Co-59 a fost mult mai mică decât s-a prevăzut, rezultând o formare foarte limitată de izotop Co-60 în practică.

În plus, un alt punct important în luarea în considerare a efectelor bombelor de cobalt este că depunerea căderilor nu este nici măcar pe tot parcursul vântului de la o detonare, astfel încât vor exista zone relativ neafectate de căderi și locuri în care există căderi neobișnuit de intense, astfel încât Pământul să nu devină universal lipsit de viață de o bombă de cobalt. Eșecul și devastarea în urma unei detonări nucleare nu se ridică liniar cu randamentul exploziv (echivalent cu tone de TNT). Ca rezultat, conceptul de „suprasolicitare” - ideea că se poate estima pur și simplu distrugerea și impactul creat de o armă termonucleară de dimensiunea postulată de „bomba de cobalt” a lui Leo Szilard, a experimentat prin extrapolarea de la efectele armelor termonucleare ale celor mai mici randamente - este eronat. Cu toate acestea, dispozitivele nucleare explodate la altitudini mari duc la căderea mult mai răspândită, dar mai lentă, în special pentru armele murdare sau de tip cobalt. Izotopii radioactivi sunt prinși în procesele meteorologice globale naturale care, datorită rezistenței extraordinare a izotopului, vor circula de mai multe ori pe tot parcursul procesului de condensare și evaporare, rezultând răspândirea globală și distrugerea efectivă a apei utilizabile pentru plante, animale terestre, oameni și viața marină.

Exemplu de niveluri de radiație vs. timp

Să presupunem că o bombă de cobalt depune căderi intense provocând o rată a dozei de 10 sieverte (Sv) pe oră. La această rată a dozei, orice persoană neîmprospătată expusă la cădere ar primi o doză letală în aproximativ 30 de minute (presupunând o doză letală mediană de 5 Sv). Oamenii din adăposturi bine construite ar fi în siguranță datorită protecției împotriva radiațiilor .

  • După un timp de înjumătățire de 5,27 ani, doar jumătate din cobalt-60 va fi decăzut, iar rata dozei în zona afectată ar fi de 5 Sv / oră. La această rată de doză, o persoană expusă la radiații ar primi o doză letală în 1 oră.
  • După 10 perioade de înjumătățire (aproximativ 53 de ani), rata dozei ar fi scăzut la aproximativ 10 mSv / oră. În acest moment, o persoană sănătoasă ar putea petrece până la 4 zile expuse la precipitații fără efecte imediate . În a 4-a zi, doza acumulată va fi de aproximativ 1 Sv, moment în care pot apărea primele simptome ale sindromului de radiații acute .
  • După 20 de timp de înjumătățire (aproximativ 105 ani), rata dozei ar fi scăzut la aproximativ 10 μSv / oră. În acest stadiu, oamenii ar putea rămâne fără adăpost cu normă întreagă, deoarece doza lor anuală de radiații ar fi de aproximativ 80 mSv. Cu toate acestea, această rată de doză anuală este de ordinul a 30 de ori mai mare decât rata de expunere în timp de pace de 2,5 mSv / an. Ca urmare, rata incidenței cancerului în populația supraviețuitorilor ar crește probabil.
  • După 25 de înjumătățiri (aproximativ 130 de ani), doza de cobalt-60 ar fi scăzut la mai puțin de 0,4 μSv / oră (radiație naturală de fond) și ar putea fi considerată neglijabilă.

Decontaminare

Vezi și: Cactus Dome și Contaminarea radioactivă § Decontaminarea

Se pot lua măsuri pentru decontaminarea zonelor afectate de o bombă de cobalt. Acest lucru s-ar putea face cu utilizarea unor echipamente simple, cum ar fi excavatoare și buldozere acoperite cu sticlă de plumb , similare celor utilizate în proiectul Lacului Chagan . Prin degajarea stratului subțire de cădere de pe suprafața solului superior și îngroparea acestuia ca un șanț adânc, împreună cu izolarea acestuia de sursele de apă subterană , doza de aer gamma este redusă prin ordine de mărime. Decontaminarea după accidentul de la Goiânia din Brazilia din 1987 și posibilitatea unei „ bombe murdare ” cu Co-60, care are asemănări cu mediul cu care s-ar confrunta după ce s-ar fi stabilit o bombă de cobalt care produce nucleare, a determinat invenția. a „Acoperirilor de sechestrare” și a absorbanților ieftini în fază lichidă pentru Co-60 care ar ajuta în continuare la decontaminare , inclusiv a apei.

În cultura populară

  • În romanul Pe plajă al lui Nevil Shute (1957), bombele de cobalt sunt menționate ca fiind cauza radioactivității letale care se apropie de Australia. Bomba de cobalt era un simbol al hubrisului omului.
  • În Orașul fricii (1959), un condamnat evadat din închisoarea de stat San Quentin fură o canistră de cobalt-60, crezând că conține droguri. El fuge la Los Angeles pentru a-l amana, neștiind că ar putea să-l omoare și, eventual, să contamineze orașul.
  • În comedia întunecată Dr. Strangelove, sau: Cum am învățat să nu mă mai îngrijorez și să iubesc bomba (1964), se folosește un tip de bombă cu sare de cobalt, utilizând în mod specific un compozit numit „Cobalt-toriu G” cu un mecanism de mână moartă , de către Uniunea Sovietică ca un „ dispozitiv de judecată finală ” de descurajare nucleară: dacă sistemul detectează orice atac nuclear, dispozitivul de judecată finală va fi declanșat automat. Cu un timp nefericit, o revoltă generală americană deranjată și ordonă un atac asupra URSS înainte ca dispozitivul secret sovietic, deja activat, să poată fi dezvăluit lumii. Un bombardier american pilotat de un echipaj nefericit și neștiut ajunge la țintă; mecanismul Mâna Moartă funcționează așa cum a fost conceput și inițiază un holocaust nuclear la nivel mondial. În film, ambasadorul sovietic spune: „Dacă luați, să zicem, cincizeci de bombe H în gama de sute de megatoni și să le îmbrăcați cu Cobalt-Toriu G, atunci când vor fi explodate vor produce un giulgiu al zilei de final. Un nor letal de radioactivitate care va înconjura pământul timp de nouăzeci și trei de ani! "
  • In James Bond filmul Goldfinger (1964), informeaza caractere din titlu Bond intenționează să se stabilească de pe un dispozitiv atomic „deosebit de murdar“ , folosind „cobalt și iod “ în SUA Bullion Repository la Fort Knox , ca parte a operației de Grand Slam, un sistem de intenționat să contamineze aurul de la Fort Knox pentru a crește valoarea aurului pe care l-a depozitat.
  • În romanul câștigător al Premiului Hugo din 1965 al lui Roger Zelazny Acest nemuritor , Pământul a suferit un război nuclear cu multe decenii în urmă și unele zone încă suferă un nivel ridicat de radiații datorat bombelor de cobalt, ducând la mutații drastice și schimbări ecologice.
  • În cel de-al patrulea act al episodului clasic Star Trek " Obsesie " (1967), Ensign Garrovick se referă la 10.000 de bombe de cobalt care nu sunt egale cu puterea a mai puțin de o uncie de antimaterie .
  • În Beneath the Planet of the Apes (1970), personajul principal, când a văzut că o comunitate subterană de mutanți se închină unei bombe din ziua de judecată, comentează „Au construit în cele din urmă una cu o carcasă de cobalt”, referindu-se la o bombă de cobalt care ar putea distruge lumea. După ce astronauții Brent și Taylor sunt împușcați de o armată invadatoare de maimuțe, actul morții al lui Taylor este de a detona bomba zilei de judecată, distrugând toată viața de pe Pământul secolului al XX-lea.
  • În romanul lui Tom Clancy Suma tuturor temerilor (1991) se remarcă faptul că bombele nucleare tactice ale forțelor aeriene israeliene pot fi echipate opțional cu jachete din cobalt „pentru a otrăvi un peisaj pentru toate tipurile de viață pentru anii următori”.
  • În jocul video Metro Exodus (2019), jucătorul vizitează orașul rus Novosibirsk, care a fost lovit cu cel puțin un focos de cobalt în timpul unui război nuclear mondial din anul 2013, rezultând niveluri catastrofale de radiații și cu ușurință zona cea mai iradiată. vizitat în cele trei jocuri Metro . În timp ce orașul este lăsat în picioare chiar și la douăzeci de ani de la detonarea focosului din cobalt, radiația din oraș este atât de letală încât chiar și cu costume de căptușeală pline, jucătorul poate petrece doar câteva minute la suprafață înainte de a primi cantități letale de otrăvire cu radiații. În timpul vizitei, jucătorul descoperă că supraviețuitorii atacului au supraviețuit în subteran timp de douăzeci și doi de ani, dar numai din cauza injecțiilor constante de medicamente antiradiații.
  • În jocul video Detroit: Become Human (2018), jucătorul are opțiunea de a detona o bombă de cobalt improvizată în timpul anumitor finaluri ale jocului. Detonarea bombei are ca rezultat evacuarea de către oameni a orașului Detroit și a zonei aflate la 50 de mile în jur, acum iradiată, deși a promis că va prelua din androizi în viitor. În funcție de acțiunile jucătorului, orașul este lăsat gol sau androidii îl revendică pentru propriile lor.
  • Într-un episod din două părți al emisiunii TV Femeia Bionică , „Doomsday Is Tomorrow”, o bombă de cobalt, numită de către creatorul său „cel mai diabolic instrument de distrugere conceput vreodată de om” este folosit ca declanșator pentru un armă care poate face lumea lipsită de viață.

Vezi si

Referințe