stringtranslate.com

Кобальтовая бомба

Кобальтовая бомба — это тип « соленой бомбы »: ядерное оружие , предназначенное для производства повышенного количества радиоактивных осадков , предназначенное для заражения большой территории радиоактивным материалом , потенциально в целях радиологической войны , взаимного гарантированного уничтожения или в качестве устройств Судного дня . Нет никаких твердых доказательств того, что такое устройство когда-либо было построено или испытано.

История

Концепция кобальтовой бомбы была первоначально описана в радиопередаче физиком Лео Силардом 26 февраля 1950 года. [1] Его намерением было не предложить создание такого оружия, а показать, что технология ядерного оружия вскоре достигнет точки, когда устройство Судного дня сможет положить конец человеческой жизни на Земле. [2] [3]

Испытание Operation Antler / Round 1, проведенное британцами на полигоне Тадже в районе Маралинга в Австралии 14 сентября 1957 года, включало испытание бомбы с использованием кобальтовых гранул в качестве радиохимического индикатора для оценки мощности ядерного оружия . Это было признано неудачей, и эксперимент больше не повторялся. [4] В России испытание тройного ядерного залпа « тайга » в рамках предварительного проекта канала Печора-Кама в марте 1971 года привело к образованию относительно большого количества кобальта-60 ( 60 Co или Co-60) из стали, окружавшей устройства «таеж», причем этот продукт активации нейтронов , полученный в результате синтеза, был ответственен примерно за половину дозы гамма- излучения в 2011 году на полигоне. Высокий процентный вклад во многом обусловлен тем, что устройства в первую очередь использовали реакции синтеза, а не деления , поэтому количество гамма-излучающего цезия-137 было сравнительно низким. Вокруг озера, которое образовалось в результате детонации, сейчас растет вторичный лес . [5] [6]

В 2015 году произошла утечка страницы из предполагаемого проекта российской ядерной торпеды . Проект назывался « Океанская многоцелевая система Status-6 », позже получившей официальное название «Посейдон » . [7] [8] [9] [10] В документе говорится, что торпеда создаст «широкие зоны радиоактивного заражения, что сделает их непригодными для военной, экономической или иной деятельности в течение длительного времени». Ее 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 было заявлено, что Россия разрабатывает систему под названием «Океанская многоцелевая система Status-6». Если Статус-6 действительно существует, публично неизвестно, является ли просочившийся в 2015 году дизайн точным или является ли заявление 2015 года о том, что торпеда может быть кобальтовой бомбой, подлинным. [12] Среди других комментариев по этому поводу Эдвард Мур Гейст написал статью, в которой он говорит, что «российские лица, принимающие решения, не будут иметь большой уверенности в том, что эти области будут в предполагаемых местах» [13] , а российские военные эксперты цитируются, говоря, что «роботизированные торпеды могут иметь и другие цели, такие как доставка глубоководного оборудования или установка устройств наблюдения». [11]

Механизм

Распад кобальта-60, демонстрирующий выброс мощных гамма-лучей .

Кобальтовую бомбу можно изготовить, поместив некоторое количество обычного металлического кобальта ( 59Co ) вокруг термоядерного оружия . Когда бомба взрывается, нейтроны, образующиеся в результате реакции синтеза на вторичной стадии взрыва термоядерной бомбы, преобразуют кобальт в радиоактивный кобальт-60, который испаряется при взрыве. Затем кобальт конденсируется и падает обратно на Землю вместе с пылью и обломками от взрыва, загрязняя почву. Осажденный кобальт-60 будет иметь период полураспада 5,27 года, распадаясь на 60Ni и испуская два гамма-луча с энергиями 1,17 и 1,33 МэВ , следовательно , общее ядерное уравнение реакции выглядит следующим образом:

59
27Ко
+ н →60
27Ко
→60
28Ни
+ е − + гамма-лучи.

Никель-60 является стабильным изотопом и не подвергается дальнейшему распаду после завершения трансмутации.

Период полураспада 60Co , составляющий 5,27 года , достаточно велик, чтобы он успел осесть до того, как произойдет значительный распад, и сделать нецелесообразным ожидание его распада в убежищах , но при этом достаточно короток, чтобы возникло интенсивное излучение. [4] Многие изотопы более радиоактивны ( золото-198 , тантал-182 , цинк-65 , натрий-24 и многие другие), но они будут распадаться быстрее, что, возможно, позволит некоторой части населения выжить в убежищах.

Ядерные осадки

Продукты деления более смертоносны, чем активированный нейтронами кобальт в первые несколько недель после детонации. Через один-шесть месяцев продукты деления даже от термоядерного оружия большой мощности распадаются до уровней, переносимых людьми. Таким образом, термоядерное оружие большой мощности автоматически является оружием радиологической войны, но его осадки распадаются гораздо быстрее, чем от кобальтовой бомбы. С другой стороны, осадки от кобальтовой бомбы фактически застряли бы в этом промежуточном состоянии на десятилетия: пригодные для жизни, но не безопасные для постоянного проживания.

Первоначально гамма-излучение от продуктов деления термоядерного оружия эквивалентного размера намного интенсивнее, чем Co-60: в 15 000 раз интенсивнее в течение 1 часа; в 35 раз интенсивнее в течение 1 недели; в 5 раз интенсивнее в течение 1 месяца; и примерно равно в течение 6 месяцев. После этого уровни радиации от выпадений продуктов деления быстро падают, так что выпадение Co-60 в 8 раз интенсивнее, чем деление в течение 1 года и в 150 раз интенсивнее в течение 5 лет. Очень долгоживущие изотопы, образующиеся при делении, снова обгонят 60 Co примерно через 75 лет. [14]

Полное 100% преобразование в Co-60 маловероятно; британский эксперимент 1957 года в Маралинге показал, что способность Co-59 поглощать нейтроны была намного ниже, чем предполагалось, что привело к очень ограниченному образованию изотопа Co-60 на практике. Кроме того, радиоактивные осадки не выпадают равномерно по всему пути по ветру от детонации, поэтому некоторые районы будут относительно не затронуты радиоактивными осадками, и Земля не будет повсеместно безжизненной из-за кобальтовой бомбы. [15] Радиоактивные осадки и разрушения после ядерного взрыва не увеличиваются линейно с мощностью взрыва. В результате концепция «избыточного убийства» — идея о том, что можно просто оценить разрушения и радиоактивные осадки, созданные термоядерным оружием такого размера, который постулировал мысленный эксперимент Лео Силарда «кобальтовая бомба», экстраполируя эффекты термоядерного оружия меньшей мощности, — является ошибочной. [16]

Пример уровня радиации в зависимости от времени

Для типа радиации, создаваемой кобальтовой бомбой, дозу, измеряемую в зивертах (Зв) и греях (Гр), можно считать эквивалентной. Это связано с тем, что соответствующее вредное излучение от кобальта-60 представляет собой гамма-лучи. При преобразовании зивертов в греи для гамма-лучей весовой коэффициент типа радиации будет равен 1, а радиация будет высокопроникающей, равномерно распределенной по телу, поэтому весовой коэффициент типа ткани также будет равен 1.

Предположим, что кобальтовая бомба выбрасывает интенсивные радиоактивные осадки, вызывающие мощность дозы 10 Зв в час. При такой мощности дозы любой незащищенный человек, подвергшийся воздействию радиоактивных осадков, получит смертельную дозу примерно за 30 минут (предполагая, что средняя летальная доза составляет 5 Зв [17] ). Люди в хорошо построенных убежищах будут в безопасности благодаря радиационной защите .

Обеззараживание

Возможно, можно будет дезактивировать относительно небольшие площади, загрязненные кобальтовой бомбой, с помощью оборудования, такого как экскаваторы и бульдозеры, покрытые свинцовым стеклом , аналогичного тому, которое использовалось при очистке Семипалатинского испытательного полигона . [20] Снимая тонкий слой осадков с верхнего слоя почвы и захороная его в подобии глубокой траншеи вместе с изоляцией от источников грунтовых вод , доза гамма-излучения в воздухе сокращается на порядки. [21] [22] Дезактивация после аварии в Гоянии в Бразилии в 1987 году и возможность « грязной бомбы » с Co-60, которая имеет сходство с окружающей средой, с которой можно столкнуться после того, как осядут осадки от ядерной кобальтовой бомбы, побудили к изобретению «секвестрирующих покрытий» и дешевых жидкофазных сорбентов для Co-60, которые в дальнейшем помогут в дезактивации , включая дезактивацию воды. [23] [24] [25]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Клегг, Брайан (11.12.2012). Наука Армагеддона: Наука массового уничтожения. St. Martins Griffin. стр. 77. ISBN 978-1-250-01649-2.
  2. ^ Бхушан, К.; Г. Катьял (2002). Ядерное, биологическое и химическое оружие. Индия: APH Publishing. С. 75–77. ISBN 978-81-7648-312-4.
  3. ^ Sublette, Carey (июль 2007 г.). "Типы ядерного оружия". FAQ. Архив ядерного оружия . Получено 13.02.2010 .
  4. ^ ab "1.6 Кобальтовые бомбы и другие солевые бомбы" . Получено 10 февраля 2011 г.
  5. ^ Рамзаев, В.; Репин, В.; Медведев, А.; Храмцов, Е.; Тимофеева, М.; Яковлев, В. (2011). «Радиологические исследования на месте ядерного взрыва «Тайга»: описание места и измерения на месте». Журнал экологической радиоактивности . 102 (7): 672–680. Bibcode :2011JEnvR.102..672R. doi :10.1016/j.jenvrad.2011.04.003. PMID  21524834.
  6. ^ Рамзаев, В.; Репин, В.; Медведев, А.; Храмцов, Е.; Тимофеева, М.; Яковлев, В. (2012). «Радиологические исследования на месте ядерного взрыва «Тайга», часть II: искусственные радионуклиды, излучающие γ-лучи в почве, и результирующая мощность кермы в воздухе». Журнал экологической радиоактивности . 109 : 1–12. Bibcode :2012JEnvR.109....1R. doi :10.1016/j.jenvrad.2011.12.009. PMID  22541991.
  7. ^ "США призывают к новому ядерному оружию, поскольку Россия разрабатывает ядерную торпеду". USA TODAY . 2018. Получено 4 февраля 2018 г.
  8. ^ Тревитик, Джозеф (2018-07-19). «Россия выпускает видеоролики, предлагающие беспрецедентный взгляд на ее шесть новых супероружий». The Drive . Получено 2021-04-27 .
  9. ^ Пек, Майкл (2015-12-08). «Новая российская суперторпеда несет угрозу ядерного заражения». The National Interest .
  10. ^ "Утечка чертежей 'секретной' российской ядерной торпеды". Fox News . 12 ноября 2015 г.
  11. ^ ab "Россия раскрывает гигантскую ядерную торпеду в 'утечке' государственного телевидения". BBC News . 12 ноября 2015 г. Получено 16 февраля 2017 г.
  12. ^ ab "Похоронено в ядерном докладе Трампа: российское оружие Судного дня". NPR.org . 2 февраля 2018 г. Получено 4 февраля 2018 г.
  13. ↑ Geist, Edward Moore (3 июля 2016 г.). «Будет ли российский подводный «беспилотник Судного дня» нести кобальтовую бомбу?». Bulletin of the Atomic Scientists . 72 (4): 238–242. Bibcode : 2016BuAtS..72d.238G. doi : 10.1080/00963402.2016.1195199. S2CID  147795467.
  14. ^ «Раздел 1.0 Типы ядерного оружия». nuclearweaponarchive.org .
  15. ^ Glasstone, Samuel; Dolan, Philip J., ред. (1977). «Влияние ядерного оружия» (PDF) (3-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Министерство обороны и Министерство энергетики США. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-09. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  16. ^ Мартинус, Брайан (декабрь 1982 г.). «Глобальные последствия ядерной войны для здоровья». Current Affairs Bulletin . 59 (7): 14–26.
  17. ^ "Смертельная доза (LD)". www.nrc.gov . Получено 2017-02-12 .
  18. ^ Icrp (2007). «Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 2007 года». Анналы МКРЗ . Публикация МКРЗ 103. 37 (2–4). ISBN 978-0-7020-3048-2. Получено 17 мая 2012 г.
  19. ^ Научный комитет ООН по действию атомной радиации (2008). Источники и эффекты ионизирующего излучения. Нью-Йорк: Организация Объединенных Наций (опубликовано в 2010 году). стр. 4. ISBN 978-92-1-142274-0. Получено 9 ноября 2012 г.
  20. ↑ Архивировано в Ghostarchive и Wayback Machine: Рожденные ядерным взрывом: таинственные озера России. YouTube . 28 ноября 2010 г.
  21. ^ Совместная программа ФАО/МАГАТЭ. "Вопросы и ответы Объединенного отдела - Реагирование на ядерные чрезвычайные ситуации в сфере продовольствия и сельского хозяйства, NAFA". iaea.org .
  22. ^ Международное агентство по атомной энергии Международное агентство по атомной энергии, 2000 - Технологии и инжиниринг - восстановление окружающей среды с радиоактивными остатками: статьи и обсуждения, 697 страниц
  23. ^ "Извлечение кобальта из радиоактивных отходов". neimagazine.com .
  24. ^ "Требования к характеристикам секвестрирующего покрытия для смягчения загрязнения от устройства радиологического рассеивания - 9067" (PDF) . Wmsym.org. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-09 . Получено 2015-11-12 .
  25. ^ Дрейк, Джон. «Требования к характеристикам секвестрирующего покрытия для смягчения загрязнения от устройства радиологического рассеивания» (PDF) . Cfpub.epa.gov . Получено 12.11.2015 .