Bomby kobaltowe i inne bomby zasolające
'Zasolająca' broń jądrowa jest podobna do broni typu rozszczepienie-fuzja-rozszczepienie,
ale w miejsce rozszczepialnego trzeciego stopnia używa się nierozszczepialne,
specjalnie dobrane izotopy radioaktywne (w wypadku bomb kobaltowych jest to
Co-59). Warstwa ta pozwala na asymilacje uciekających neutronów fuzyjnych i powoduje, że
zawarty w niej izotop przechodzi do stanu radioaktywnego w celu maksymalizacji opadu
radioaktywnego, a co za tym idzie skażenia terenu.
Stosując odpowiednie izotopy uzyskuje się zmienny efekt skażenia.
Złoto jest przeznaczane dla krótkoterminowego skażenia (trwającego dni), tantal
i cynk dla skażenia pośredniego (trwającego miesiące), kobalt zaś stosuje się
do skażania długoterminowego (lata). Aby izotop był użyteczny do procesu zasolenia
musi obficie występować w naturalnej formie, produkt radioaktywny musi zaś silnie
emitować promieniowanie gamma[15].
Forma Naturalna | Obecność w przyrodzie | Produkt Promieniotwórczy | Okres Półrozpadu |
Kobalt-59 | 100% | Co-60 | 5.26 lat |
Złoto-197 | 100% | Au-198 | 2.697 dni |
Tantal-181 | 99.99 % | Ta-182 | 115 dni |
Cynk-64 | 48.89% | Zn-65 | 244 dni |
Autorem pomysłu na bombe kobaltową był fizyk Leo Szilard, amerykanin
węgierskiego pochodzenia, który w lutym 1950 roku opublikował, nie jako
poważną propozycję nowej broni, lecz bardziej zapowiedź możliwości powstania
broni mogącej zabić wszystkich mieszkańców Ziemi. Problem skonstruowania takiej
broni był w znalezieniu odpowiedniego izotopu promieniotwórczego, który
można by rozproszyć nad dużą powierzchnią ziemi zanim uległby rozpadowi.
Takie rozproszenie zajmie wiele miesięcy, lub nawet lat, więc Co-60 nadawał
się do tego idealnie.
Promieniotwórczy opad Co-60 jest większy niż produkty rozszczepienia U-238 ponieważ:
1) wiele produktów rozpadu to izotopy o bardzo krótkim czasie połowicznego rozpadu,
i z tego powodu rozpadają się zanim wyrządzą większe szkody lub przed skutkiem
ich działania ludzi ochronią prowizoryczne schrony;
2) wiele produktów rozszczepienia
to izotopy o bardzo długim czasie połowicznego rozpadu i z tego powodu nie emitują
intensywnego promieniowania;
3) lub niektóre produkty rozszczepienia w ogóle
nie są radioaktywne. Co-60 charakteryzuje się na tyle długim czasem połowicznego rozpadu, ze byłby w stanie
napromieniować okolicę w znaczącym stopniu przed rozpadem oraz żeby uczynić
czekanie w schronie niepraktycznym, a jednocześnie będąc na tyle krótkim, aby
emitować intensywne promieniowanie[15].
Początkowo promieniowanie gamma produktów rozszczepienia z bomby typu rozszczepienie-synteza-rozszczepienie
jest o wiele bardziej intensywne niż Co-60: 15.000 razy intensywniejsze po 1
godzinie; 35 razy większe po 1 tygodniu; 5 razy intensywniejsze po miesiącu
i równe po połowie roku. Od tego czasu opady rozszczepialne nie promieniują
tak intensywnie jak opady Co-60: 8 razy słabiej po roku i 150 razy po 5 latach.
Izotopy charakteryzujące się bardzo długim czasem połowicznego rozpadu produkowane w czasie rozszczepienia
ponownie wyprzedzą Co-60 po około 75 latach[15].
Do "zasolenia" może być również użyć Cynku. Izotop Zn-64,
znajdujący się w cynku naturalnym, może zostać przekształcony w emitujący promieniowanie gamma Zn-65, który
charakteryzuje się 244 dniowym czasem połowicznego rozpadu.
Stosowanie Zn-64 daje szybszy rozpad w połączeniu z intensywnym
promieniowaniem. Niestety występuje on tylko w połowie naturalnego
cynku (48,9%), konieczne więc jest jego wzbogacanie; jest też słabszym niż Co-60 emiterem promieniowania gamma,
wypromieniowuje tylko 1/4 tego co kobalt o tych samych masach
molowych. Przy założeniu, że nastąpi użycie czystego Zn-64 to intensywność promieniotwórcza
Zn-65 będzie początkowo dwa razy większa od Co-60, następnie wartość ta będzie maleć,
aż po okresie 8 miesięcy osiągnie jeden (tzw. aktywność promieniotwórcza będzie
taka sama), natomiast Co-60 po 5 latach będzie 110 razy intensywniejszy.
Militarnye zastosowanie broni radiologicznej to wywoływanie lokalnych
skażeń, charakteryzujących się dużą intensywnością początkowych efektów przy krótkim czasie skażenia.
Widać, że lekki Zn-64 jest prawdopodobnie najbardziej odpowiedni
do zastosowań wojskowych.
Jedyną znaną próbą bomby zasolającej był brytyjski test bomby zawierającej ładunek
kobaltu (Antler/Round 1, 14 wrzesień 1957). Ta 1 kt głowica została zdetonowana
w pobliżu Maralingi w Australii. Eksperyment uznano za nieudany i nie powtórzono
go już nigdy.
Poza tym przypadkiem nie wiadomo nic o jakimkolwiek teście bomby kobaltowej
lub cynkowej, i o ile wiadomo nigdy taka bomba nie została zbudowana. W świetle
gotowych do użycia bomb typu rozszczepienie-synteza-rozszczepienie (bomb bardzo
silnych), jest nieprawdopodobne, aby głowice korzystające ze specjalnie zaprojektowanych
skażeń radioaktywnych były kiedykolwiek wprowadzone do arsenału nuklearnego[15].