Концепция кобальтовой бомбы была первоначально описана в радиопрограмме физиком Лео Сцилардом 26 февраля 1950 года. [1] Его намерением было не предложить создать такое оружие, а показать, что технология ядерного оружия скоро достигнет точка, где это может положить конец человеческой жизни на Земле, устройство судного дня . [2] [3]
В ходе испытаний Operation Antler / Round 1, проведенных британцами на полигоне Тадже в хребте Маралинга в Австралии 14 сентября 1957 года, была испытана бомба с использованием гранул кобальта в качестве радиохимического индикатора для оценки мощности. Это было признано неудачным и эксперимент не повторялся. [4] В России тройной « таежный » ядерный залп в рамках предварительного проекта канала Печора-Кама в марте 1971 года привел к образованию относительно большого количества кобальта-60 ( 60 Co или Co-60) из стали, окружающей канал. Устройства «Тайга», где на этот продукт нейтронной активации, полученный в результате термоядерного синтеза, пришлось около половины дозы гамма-излучения в 2011 году на полигоне. Высокий процентный вклад во многом объясняется тем, что в устройствах в основном использовались реакции синтеза, а не деления, поэтому количество выпадений гамма-излучения цезия-137 было сравнительно небольшим. Вокруг образовавшегося озера существует фотосинтезирующая растительность. [5] [6]
В 2015 году в сеть просочилась страница предполагаемой конструкции российской ядерной торпеды . Проект получил название « Океанская многоцелевая система Статус-6 », позже получившее официальное название «Посейдон» . [7] [8] [9] [10] В документе говорилось, что торпеда создаст «обширные зоны радиоактивного загрязнения, что сделает их непригодными для военной, экономической или другой деятельности на долгое время». Его полезная нагрузка составит «многие десятки мегатонн мощности». Российская правительственная газета «Российская газета» предположила, что боеголовкой будет кобальтовая бомба. Неизвестно, является ли «Статус-6» реальным проектом или это российская дезинформация. [11] [12] В 2018 году в ежегодном обзоре ядерной политики Пентагона говорилось, что Россия разрабатывает систему под названием «Океанская многоцелевая система Статус-6». Если «Статус-6» действительно существует, то публично неизвестно, верен ли просочившийся в 2015 году проект, а также достоверно ли утверждение 2015 года о том, что торпеда может быть кобальтовой бомбой. [12] Среди других комментариев по этому поводу Эдвард Мур Гейст написал статью, в которой он говорит, что «у российских лиц, принимающих решения, будет мало уверенности в том, что эти районы окажутся в намеченных местах» [13] и цитируются слова российских военных экспертов, что «Роботопеды-торпеды могут иметь и другие цели, например, доставку глубоководного оборудования или установку приборов наблюдения». [11]
Кобальтовую бомбу можно было сделать, поместив некоторое количество обычного металлического кобальта ( 59 Co) вокруг термоядерной бомбы . Когда бомба взрывается, нейтроны , образующиеся в результате реакции термоядерного синтеза на вторичной стадии взрыва термоядерной бомбы, преобразуют кобальт в радиоактивный кобальт-60, который испаряется в результате взрыва. Затем кобальт конденсируется и упадет обратно на Землю вместе с пылью и обломками взрыва, загрязняя землю.
Осажденный кобальт-60 будет иметь период полураспада 5,27 года, распадаясь на 60 Ni и испуская два гамма-луча с энергиями 1,17 и 1,33 МэВ , следовательно, общее ядерное уравнение реакции выглядит так:
59 27Ко + н →60 27Ко →60 28Ни + e − + гамма-лучи.
Никель-60 является стабильным изотопом и не подвергается дальнейшему распаду после завершения трансмутации.
Осадки от кобальтовых бомб по сравнению с другим ядерным оружием
Продукты деления более смертоносны, чем активированный нейтронами кобальт, в первые несколько недель после взрыва. Через один-шесть месяцев продукты деления даже термоядерного оружия большой мощности распадаются до уровней, приемлемых для человека. Таким образом, двухступенчатое термоядерное оружие большой мощности (спусковой механизм деления/первичный элемент со вторичным термоядерным механизмом деления-синтеза) автоматически становится оружием радиологической войны, но его осадки распадаются гораздо быстрее, чем осадки кобальтовой бомбы. С другой стороны, выпадение кобальтовой бомбы приведет к тому, что пострадавшие районы фактически застрянут в этом промежуточном состоянии на десятилетия: пригодные для проживания, но небезопасные для постоянного проживания.
Первоначально гамма-излучение продуктов деления бомбы деления-синтеза-деления эквивалентного размера намного интенсивнее, чем Co-60 : в 15 000 раз интенсивнее за 1 час; в 35 раз интенсивнее за 1 неделю; в 5 раз интенсивнее через 1 месяц; и примерно одинаково в 6 мес. После этого уровни радиации от выпадений продуктов деления быстро падают, так что выпадение Co-60 в 8 раз интенсивнее, чем деление через 1 год, и в 150 раз интенсивнее через 5 лет. Очень долгоживущие изотопы, образующиеся в результате деления, снова обгонят Со -60 примерно через 75 лет. [14]
Полная 100% конверсия в Co-60 маловероятна; Британский эксперимент 1957 года в Маралинга показал, что способность Co-59 поглощать нейтроны была намного ниже, чем предполагалось, что на практике привело к очень ограниченному образованию изотопа Co-60.
Кроме того, осадки от взрыва не выпадают равномерно по всей траектории с подветренной стороны, поэтому некоторые области будут относительно незатронуты осадками, и кобальтовая бомба не сделает Землю безжизненной. [15] Выпадение осадков и разрушения после ядерного взрыва не растут линейно в зависимости от мощности взрыва (эквивалентной тоннам тротила). В результате возникла концепция «избыточного уничтожения» — идея, согласно которой можно просто оценить разрушения и радиоактивные осадки, вызванные термоядерным оружием такого размера, который постулировал мысленный эксперимент Лео Сциларда «кобальтовая бомба», экстраполируя эффекты термоядерного оружия меньшего размера. дает — ошибочно. [16] [ сомнительно – обсудить ] Однако ядерные устройства, взрывающиеся на больших высотах, приводят к гораздо более обширным, но более медленным осадкам, особенно для грязного или кобальтоподобного оружия. Радиоактивные изотопы захватываются естественными глобальными метеорологическими процессами, которые из-за чрезвычайной стойкости изотопа многократно повторяются в процессе конденсации и испарения, что приводит к глобальному распространению и эффективному уничтожению воды, пригодной для использования растениями, наземными животными, люди и морская жизнь. [ нужна цитата ]
Пример зависимости уровней радиации от времени
Для типа излучения, исходящего от кобальтовой бомбы, дозу, измеряемую в зивертах (Зв) и греях (Гр), можно считать эквивалентной. Это связано с тем, что соответствующее вредное излучение кобальта-60 — это гамма-лучи . При преобразовании между зивертами и греями для гамма-лучей весовой коэффициент типа излучения будет равен 1, а излучение будет представлять собой излучение с высокой проникающей способностью, равномерно распространяющееся по телу, поэтому весовой коэффициент типа ткани также будет равен 1.
Предположим, что кобальтовая бомба выбрасывает интенсивные осадки, вызывающие мощность дозы 10 Зв в час. При такой мощности дозы любой незащищенный человек, подвергшийся воздействию осадков, получит смертельную дозу примерно через 30 минут (при условии, что средняя смертельная доза равна 5 Зв [17] ). Люди в хорошо построенных убежищах будут в безопасности благодаря радиационной защите .
После периода полураспада в 5,27 года распадется только половина кобальта-60, а мощность дозы в пораженной зоне составит 5 Зв/час. При такой мощности дозы человек, подвергшийся воздействию радиации, получит смертельную дозу за 1 час.
После 10 периодов полураспада (около 53 лет) мощность дозы снизилась бы примерно до 10 мЗв/час. На этом этапе здоровый человек может провести до 4 дней под воздействием радиоактивных осадков без каких-либо немедленных последствий. Долгосрочные последствия этого воздействия могут привести к увеличению риска развития рака . [18] На 4-е сутки накопленная доза составит около 1 Зв, после чего могут проявиться первые симптомы острого лучевого синдрома .
После 20 периодов полураспада (около 105 лет) мощность дозы снизилась бы примерно до 10 мкЗв/час. На этом этапе люди могут постоянно оставаться без защиты, поскольку их годовая доза радиации составит около 80 мЗв. Эта годовая мощность дозы примерно в 30 раз превышает среднюю мощность естественного радиационного фона , составляющую 2,4 мЗв/год [19] , но в пределах ее изменчивости. При такой мощности дозы будет трудно установить причинную связь с заболеваемостью раком.
После 25 периодов полураспада (около 130 лет) мощность дозы кобальта-60 упала бы до менее 0,4 мкЗв/час и ее можно было бы считать незначительной.
Обеззараживание
Относительно небольшие территории, загрязненные кобальтовой бомбой, возможно, удастся обеззаразить с помощью такого оборудования, как экскаваторы и бульдозеры, покрытые свинцовым стеклом , аналогичного тем, которые используются в проекте по озеру Чаган . [20] Снимая тонкий слой осадков с поверхности почвы и закапывая его в глубокую траншею, а также изолируя от источников грунтовых вод , доза гамма-излучения в воздухе снижается на порядки. [21] [22] Обеззараживание после аварии в Гоянии в Бразилии в 1987 году и возможность создания « грязной бомбы » с Co-60, которая имеет сходство с окружающей средой, с которой можно было бы столкнуться после выпадения осадка кобальтовой бомбы, дающей ядерное оружие. урегулирован, побудил к изобретению «секвестрирующих покрытий» и дешевых сорбентов в жидкой фазе для Co-60, которые в дальнейшем способствовали бы обеззараживанию , в том числе воды. [23] [24] [25]
В популярной культуре
В романе Невила Шута « На пляже» (1957) кобальтовые бомбы названы причиной смертельной радиоактивности, приближающейся к Австралии. Кобальтовая бомба была символом человеческого высокомерия. [26]
В «Городе страха» (1959) сбежавший заключенный из государственной тюрьмы Сан-Квентин крадет канистру с кобальтом-60, думая, что она содержит наркотики. Он бежит в Лос-Анджелес, чтобы заложить его, не зная, что это может убить его и, возможно, заразить город.
В мрачной комедии «Доктор Стрейнджлав, или: Как я научился не волноваться и полюбил бомбу» (1964) используется разновидность бомбы с кобальтовой солью, в частности, с использованием композита под названием «Кобальт-Торий G» с механизмом «Мертвая рука». , Советским Союзом как « устройство судного дня » ядерного сдерживания: если система обнаружит какое-либо ядерное нападение, устройство судного дня будет автоматически задействовано. В неудачный момент сумасшедший американский генерал поднимает мятеж и приказывает атаковать СССР до того, как уже активированное советское секретное устройство может быть раскрыто миру. Один американский бомбардировщик, пилотируемый несчастным и ничего не знающим экипажем, достигает своей цели; Механизм «Мертвой руки» работает так, как задумано, и инициирует всемирную ядерную катастрофу. В фильме советский посол говорит: «Если вы возьмете, скажем, пятьдесят водородных бомб мощностью в сто мегатонн и покроете их кобальтом-торием G, то при взрыве они создадут пелену Судного дня. Смертельное облако радиоактивности». который будет окружать землю девяносто три года!» [27]
В фильме о Джеймсе Бонде «Голдфингер » (1964) главный герой сообщает Бонду, что намерен взорвать «особо грязное» атомное устройство с использованием «кобальта и йода » [28] в хранилище слитков США в Форт-Ноксе в рамках операции «Большой шлем». , план, направленный на загрязнение золота в Форт-Ноксе, чтобы увеличить ценность золота, которое он накапливал.
В романе Роджера Желязны «Этот бессмертный» , удостоенном премии «Хьюго » 1965 года , Земля пережила ядерную войну много десятилетий назад, а некоторые районы до сих пор страдают от высоких уровней радиации от кобальтовых бомб, что приводит к радикальным мутациям и экологическим изменениям.
В четвертом акте классического эпизода « Звездного пути» « Одержимость » (1967) энсин Гарровик заявляет, что 10 000 кобальтовых бомб будут менее мощными, чем одна унция антиматерии .
В фильме «Под планетой обезьян» (1970) главный герой, увидев, как подземное сообщество мутантов поклоняется бомбе судного дня, комментирует: «Они наконец построили бомбу с кобальтовым корпусом», имея в виду кобальтовую бомбу, которая может уничтожить мир. После того, как астронавты Брент и Тейлор были застрелены вторгшейся армией обезьян, Тейлор предсмертно взорвал бомбу судного дня, уничтожившую все живое на Земле сорокового века.
В двухсерийном эпизоде телешоу « Бионическая женщина » «Судный день завтра» кобальтовая бомба, названная ее создателем «самым дьявольским инструментом разрушения, когда-либо придуманным человеком», используется в качестве спускового крючка для более мощного удара. оружие, способное сделать мир безжизненным.
В романе Тома Клэнси «Сумма всех страхов» (1991) отмечается, что тактические ядерные бомбы ВВС Израиля при желании могут быть оснащены кобальтовыми оболочками, «чтобы отравить ландшафт всеми видами жизни на долгие годы». [29]
В романе «Доктор Кто: Новые приключения» Timewyrm: Genesys (1991) планета Ану была разрушена кобальтовой бомбой в 2700 году до нашей эры. Ответственный за это киборг сбегает на космическом корабле, который терпит крушение в древней Месопотамии . Приняв облик богини Иштар , она строит еще одну кобальтовую бомбу в городе Киш , чтобы угрожать Седьмому Доктору Гильгамешу и королю города уничтожением Земли, если они помешают ее планам мирового господства. Эта вторая бомба позже используется в качестве источника ядерной энергии для космического корабля, позволяя выжившим беженцам Ану отправиться на новый родной мир. [30]
В телешоу «Назначенный выживший» (2016) во втором сезоне во время дипломатических саммитов раскрывается план использования кобальтовой бомбы в городе Вашингтон, округ Колумбия . Бомбу и ее создателя отслеживает специальный агент Ханна Уэллс, но в конечном итоге она взрывается и убивает шесть федеральных агентов, включая директора ФБР Джона Ферстела. Позже выясняется, что он был подброшен в результате заговора, возглавляемого послом вымышленной нации Кунами, в попытке внутренней игры за власть.
В видеоигре Detroit: Become Human (2018) у игрока есть возможность взорвать импровизированную кобальтовую бомбу во время определенных концовок игры. В результате взрыва бомбы люди эвакуируют ныне облученный город Детройт и территорию в 50 милях вокруг, хотя и обещают отбить его у андроидов в будущем. В зависимости от действий игрока город остается пустым или андроиды забирают его себе.
В видеоигре Metro Exodus (2019) игрок посещает российский город Новосибирск , который был поражен по крайней мере одной кобальтовой боеголовкой во время всемирной ядерной войны в 2013 году, что привело к катастрофическим уровням радиации и, несомненно, является наиболее облученной территорией. посетил в трёх играх Metro . Несмотря на то, что город практически остался стоять даже через двадцать лет после взрыва кобальтовой боеголовки, радиация в городе настолько смертоносна, что даже в полностью закрытых костюмах со свинцовым покрытием игрок может провести на поверхности всего несколько минут, прежде чем получит смертельное количество радиоактивного вещества. радиационное отравление. Во время своего визита игрок обнаруживает, что выжившие после атаки прожили под землей двадцать два года, но только благодаря постоянным инъекциям противорадиационных препаратов.
В «Шоке завершения» Нила Стивенсона свинцовый портфель наполнен активированным кобальтом, обернутым вокруг обычной взрывной бомбы с намерением взорвать ее под погодным пистолетом, чтобы сделать ее непригодной для использования на сто лет.
^ Клегг, Брайан (11 декабря 2012 г.). Наука Армагеддона: наука массового уничтожения. Святой Мартинс Гриффин. п. 77. ИСБН 978-1-250-01649-2.
^ Бхушан, К.; Г. Катьял (2002). Ядерная, биологическая и химическая война. Индия: Издательство APH. стр. 75–77. ISBN978-81-7648-312-4.
^ Sublette, Кэри (июль 2007 г.). «Виды ядерного оружия». ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ. Архив ядерного оружия . Проверено 13 февраля 2010 г.
^ ab «1.6 Кобальтовые бомбы и другие соленые бомбы» . Проверено 10 февраля 2011 г.
^ Рамзаев, В.; Репин В.; Медведев А.; Храмцов Е.; Тимофеева М.; Яковлев, В. (2011). «Радиологические исследования на месте ядерного взрыва «Тайга»: описание места и натурные измерения». Журнал радиоактивности окружающей среды . 102 (7): 672–680. doi :10.1016/j.jenvrad.2011.04.003. ПМИД 21524834.
^ Рамзаев, В.; Репин В.; Медведев А.; Храмцов Е.; Тимофеева М.; Яковлев, В. (2012). «Радиологические исследования на месте ядерного взрыва «Тайга», часть II: техногенные γ-излучения, излучающие радионуклиды в грунте и возникающая в результате мощность кермы в воздухе». Журнал радиоактивности окружающей среды . 109 : 1–12. doi :10.1016/j.jenvrad.2011.12.009. ПМИД 22541991.
^ «США призывают к созданию нового ядерного оружия, поскольку Россия разрабатывает торпеду с ядерным боеголовкой» . США СЕГОДНЯ . 2018 . Проверено 4 февраля 2018 г.
^ Тревитик, Джозеф (19 июля 2018 г.). «Россия публикует видеоролики, предлагающие беспрецедентный взгляд на шесть новых супероружий» . Привод . Проверено 27 апреля 2021 г.
^ Пек, Майкл (08 декабря 2015 г.). «Новая российская суперторпеда несет в себе угрозу ядерного заражения». Национальный интерес .
^ "Секретный проект российской ядерной торпеды просочился" . Фокс Ньюс . 12 ноября 2015 г.
^ ab «Россия раскрывает гигантскую ядерную торпеду в «утечке» государственного телевидения» . Новости BBC . 12 ноября 2015 года . Проверено 16 февраля 2017 г.
^ ab «Похоронен в ядерном докладе Трампа: российское оружие Судного дня». NPR.org . 2 февраля 2018 года . Проверено 4 февраля 2018 г.
^ Гейст, Эдвард Мур (3 июля 2016 г.). «Может ли российский подводный «беспилотник Судного дня» нести кобальтовую бомбу?». Бюллетень ученых-атомщиков . 72 (4): 238–242. Бибкод :2016БуАтС..72д.238Г. дои : 10.1080/00963402.2016.1195199. S2CID 147795467.
^ Гласстоун, Сэмюэл; Долан, Филип Дж., ред. (1977). «Действие ядерного оружия» (PDF) (3-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Министерство обороны и Министерство энергетики США. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г.{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
^ Мартинус, Брайан (декабрь 1982 г.). «Глобальные последствия ядерной войны для здоровья». Бюллетень текущих событий . 59 (7): 14–26.
^ «Смертельная доза (ЛД)» . www.nrc.gov . Проверено 12 февраля 2017 г.
^ ИКРП (2007). «Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 2007 г.». Анналы МКРЗ . Публикация МКРЗ 103. 37 (2–4). ISBN978-0-7020-3048-2. Проверено 17 мая 2012 г.
^ Научный комитет ООН по действию атомной радиации (2008). Источники и последствия ионизирующего излучения. Нью-Йорк: Организация Объединенных Наций (опубликовано в 2010 г.). п. 4. ISBN978-92-1-142274-0. Проверено 9 ноября 2012 г.
^ Архивировано в Ghostarchive и Wayback Machine: Рожденные ядерным взрывом: Таинственные озера России. YouTube . 28 ноября 2010 г.
^ Совместная программа ФАО/МАГАТЭ. «Вопросы и ответы Объединенного отдела - Реагирование на ядерные аварийные ситуации в сфере продовольствия и сельского хозяйства, NAFA». iaea.org .
^ Международное агентство по атомной энергии, Международное агентство по атомной энергии, 2000 - Технологии и инженерия - восстановление окружающей среды с радиоактивными остатками: статьи и обсуждения, 697 страниц.
^ «Удаление кобальта из радиоактивных отходов». neimagazine.com .
^ «Требования к характеристикам секвестрационного покрытия для уменьшения загрязнения от устройства радиологического рассеивания-9067» (PDF) . Wmsym.org. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г. Проверено 12 ноября 2015 г.
^ Дрейк, Джон. «Требования к характеристикам секвестрационного покрытия для уменьшения загрязнения от радиологического дисперсионного устройства» (PDF) . Cfpub.epa.gov . Проверено 12 ноября 2015 г.
↑ Смит, П.Д. (25 сентября 2008 г.). «Люди Судного дня: настоящий доктор Стрейнджлав и мечта о супероружии». Пингвин Великобритания.
^ Куберски, Филип (2012). Тотальное кино Кубрика: философские темы и формальные качества. Издательство Блумсбери США. ISBN9781441149565.
^ «Нет, мистер Бонд, я ничего не знаю о радиоактивности» . Наука постепенно . 21 февраля 2018 г. Проверено 11 июня 2019 г.
^ «Отрывок из книги «Сумма всех страхов»». Случайный дом пингвинов в Канаде . Проверено 11 июня 2019 г.
^ Пил, Джон (1991). «Timewyrm: Генезис». Интернет-архив . Проверено 1 декабря 2022 г.
