Bomba de cobalto

Una bomba de cobalto es un tipo de "bomba salada": un arma nuclear diseñada para producir mayores cantidades de lluvia radiactiva, destinada a contaminar una gran área con material radiactivo, potencialmente con fines de guerra radiológica, destrucción mutua asegurada o como dispositivos del fin del mundo.

Historia

El concepto de una bomba de cobalto fue descrito originalmente en un programa de radio por el físico Leó Szilárd el 26 de febrero de 1950. Su intención no era proponer que se construyera tal arma, sino mostrar que la tecnología de armas nucleares pronto llegaría al punto donde podría acabar con la vida humana en la Tierra, un dispositivo del fin del mundo.

La prueba Operation Antler/Round 1 realizada por los británicos en el sitio de Tadje en la cordillera de Maralinga en Australia el 14 de septiembre de 1957, probó una bomba usando gránulos de cobalto como marcador radioquímico para estimar el rendimiento. Esto se consideró un fracaso y el experimento no se repitió. En Rusia, la triple "taiga" La prueba de salva nuclear, como parte del proyecto preliminar del Canal Pechora-Kama de marzo de 1971, produjo cantidades relativamente altas de cobalto-60 (⁶⁰Co o Co-60) del acero que rodeaba los dispositivos Taiga, con este producto de activación de neutrones generado por fusión es responsable de aproximadamente la mitad de la dosis gamma en 2011 en el sitio de prueba. El alto porcentaje de contribución se debe en gran medida a que los dispositivos utilizaron principalmente reacciones de fusión en lugar de fisión, por lo que la cantidad de lluvia radiactiva de cesio-137 que emite rayos gamma fue comparativamente baja. Existe vegetación fotosintética alrededor del lago que se formó.

En 2015, se filtró una página de un aparente diseño de torpedo nuclear ruso. El diseño se tituló "Oceanic Multipurpose System Status-6", más tarde se le dio el nombre oficial Poseidon. El documento establecía que el torpedo crearía "amplias áreas de contaminación radiactiva, dejándolas inutilizables para actividades militares, económicas o de otro tipo durante mucho tiempo". Su carga útil sería de 'muchas decenas de megatones en rendimiento'. El periódico del gobierno ruso Rossiiskaya Gazeta especuló que la ojiva sería una bomba de cobalto. No se sabe si el Status-6 es un proyecto real o si es desinformación rusa. En 2018, la Revisión de Postura Nuclear anual del Pentágono indicó que Rusia está desarrollando un sistema llamado 'Sistema Multipropósito Oceánico Estado-6'. Si Status-6 existe, no se sabe públicamente si el diseño filtrado de 2015 es exacto, ni si la afirmación de 2015 de que el torpedo podría ser una bomba de cobalto es genuina. Entre otros comentarios al respecto, Edward Moore Geist escribió un artículo en el que dice que "los tomadores de decisiones rusos tendrían poca confianza en que estas áreas estarían en los lugares previstos". y se cita a expertos militares rusos diciendo que "los torpedos robóticos podrían tener otros propósitos, como entregar equipos de aguas profundas o instalar dispositivos de vigilancia".

Mecanismo

Se podría fabricar una bomba de cobalto colocando una cantidad de metal de cobalto ordinario (⁵⁹Co) alrededor de una bomba termonuclear. Cuando la bomba explote, los neutrones producidos por la reacción de fusión en la etapa secundaria de la explosión de la bomba termonuclear transmutarían el cobalto en cobalto-60 radiactivo, que sería vaporizado por la explosión. Luego, el cobalto se condensaría y volvería a caer a la Tierra con el polvo y los escombros de la explosión, contaminando el suelo.

El cobalto-60 depositado tendría una vida media de 5,27 años, decayendo en 60Ni y emitiendo dos rayos gamma con energías de 1,17 y 1,33 MeV, por lo que la ecuación nuclear general de la reacción es:

⁵⁹
₂₇Co
+ n → ⁶⁰
₂₇Co
→ ⁶⁰
₂₈Ni
+ e⁻ + rayos gamma.

Nickel-60 es un isótopo estable y no sufre más desintegraciones una vez que se completa la transmutación.

La vida media de 5,27 años del ⁶⁰Co es lo suficientemente larga como para permitir que se asiente antes de que se produzca una descomposición significativa y para que no sea práctico esperar en refugios hasta que se descomponga, pero es breve suficiente para que se produzca una radiación intensa. Muchos isótopos son más radiactivos (oro-198, tantalio-182, zinc-65, sodio-24 y muchos más), pero se descompondrían más rápido, lo que posiblemente permitiría que algunas personas sobrevivieran en refugios.

Lluvias radiactivas de las bombas de cobalto frente a otras armas nucleares

Los productos de fisión son más letales que el cobalto activado por neutrones en las primeras semanas posteriores a la detonación. Después de uno a seis meses, los productos de fisión incluso de un arma termonuclear de alto rendimiento se descomponen a niveles tolerables por los humanos. El arma termonuclear de dos etapas de gran rendimiento (un disparador de fisión/primario con un secundario de fusión-fisión) es automáticamente un arma de guerra radiológica, pero sus consecuencias decaen mucho más rápidamente que las de una bomba de cobalto. La lluvia radiactiva de una bomba de cobalto, por otro lado, haría que las áreas afectadas quedaran atrapadas en este estado provisional durante décadas: habitables, pero no seguras para una habitación constante.

Inicialmente, la radiación gamma de los productos de fisión de una bomba de fisión-fusión-fisión de tamaño equivalente es mucho más intensa que el Co-60: 15.000 veces más intensa en 1 hora; 35 veces más intenso a la semana 1; 5 veces más intenso al mes; y casi igual a los 6 meses. A partir de entonces, los niveles de radiación de la lluvia radiactiva de los productos de fisión caen rápidamente, de modo que la lluvia radiactiva de Co-60 es 8 veces más intensa que la fisión al cabo de 1 año y 150 veces más intensa a los 5 años. Los isótopos de vida muy larga producidos por la fisión superarían al ⁶⁰Co de nuevo después de unos 75 años.

La conversión completa del 100 % en Co-60 es poco probable; un experimento británico de 1957 en Maralinga mostró que la capacidad de absorción de neutrones del Co-59 era mucho más baja de lo previsto, lo que resultó en una formación muy limitada del isótopo Co-60 en la práctica.

Además, la lluvia radiactiva no se deposita uniformemente a lo largo del camino a favor del viento desde una detonación, por lo que algunas áreas no se verían afectadas por la lluvia radiactiva y la Tierra no quedaría universalmente sin vida por una bomba de cobalto. La lluvia radiactiva y la devastación que siguen a una detonación nuclear no aumentan linealmente con el rendimiento explosivo (equivalente a toneladas de TNT). Como resultado, el concepto de 'exceso', la idea de que uno puede simplemente estimar la destrucción y las consecuencias creadas por un arma termonuclear del tamaño postulado por la 'bomba de cobalto' de Leo Szilard. 34; experimento mental mediante la extrapolación de los efectos de las armas termonucleares de rendimientos menores—es falaz. Sin embargo, los dispositivos nucleares que explotan a gran altura dan como resultado una lluvia radiactiva mucho más generalizada pero más lenta, especialmente para las armas sucias o similares al cobalto. Los isótopos radiactivos quedan atrapados en los procesos meteorológicos globales naturales que, debido a la extraordinaria dureza del isótopo, se repetirán muchas veces a lo largo del proceso de condensación y evaporación, lo que dará como resultado la propagación global y la destrucción efectiva del agua utilizable para plantas, animales terrestres, los seres humanos y la vida marina.

Ejemplo de niveles de radiación frente al tiempo

Para el tipo de radiación proporcionada por una bomba de cobalto, la dosis medida en sievert (Sv) y gray (Gy) puede tratarse como equivalente. Esto se debe a que la radiación dañina relevante del cobalto-60 son los rayos gamma. Al convertir entre sievert y gray para rayos gamma, el factor de ponderación del tipo de radiación será 1, y la radiación será una radiación altamente penetrante distribuida uniformemente sobre el cuerpo, por lo que el factor de ponderación del tipo de tejido también será 1.

Supongamos que una bomba de cobalto deposita una lluvia radiactiva intensa que provoca una tasa de dosis de 10 Sv por hora. A esta tasa de dosis, cualquier persona sin protección expuesta a la lluvia radiactiva recibiría una dosis letal en unos 30 minutos (suponiendo una dosis letal media de 5 Sv). Las personas en refugios bien construidos estarían a salvo gracias a la protección contra la radiación.

• Después de una media vida de 5,27 años, sólo la mitad del cobalto-60 habrá decaído, y la tasa de dosis en la zona afectada sería de 5 Sv/hora. A este ritmo de dosis, una persona expuesta a la radiación recibiría una dosis letal en 1 hora.
• Después de 10 vidas medias (unos 53 años), la tasa de dosis habría decaído a unos 10 mSv/hora. En este momento, una persona sana podría pasar hasta 4 días expuesta a la caída sin inmediata Efectos. Los efectos a largo plazo de esta exposición aumentarían el riesgo de desarrollar cáncer. En el cuarto día, la dosis acumulada será aproximadamente 1 Sv, en cuyo momento pueden aparecer los primeros síntomas del síndrome de radiación aguda.
• Después de 20 vidas medias (alrededor de 105 años), la tasa de dosis habría disminuido a alrededor de 10 μSv/hora. En esta etapa, los humanos podrían permanecer inalterados a tiempo completo ya que su dosis anual de radiación sería de unos 80 mSv. Esta dosis anual es aproximadamente 30 veces mayor que la tasa media de radiación de fondo natural de 2.4 mSv/año, pero dentro de su variabilidad. A esta tasa de dosis, sería difícil establecer una conexión causal a la incidencia del cáncer.
• Después de 25 vidas medias (cerca de 130 años), la tasa de dosis de cobalto-60 se habría descompuesto a menos de 0.4 μSv/hora y podría considerarse insignificante.

Descontaminación

Puede ser posible descontaminar áreas relativamente pequeñas contaminadas por una bomba de cobalto con equipos como excavadoras y topadoras cubiertas con vidrio de plomo, similares a los empleados en el proyecto del lago Chagan. Al quitar la capa delgada de lluvia radiactiva en la superficie del suelo y enterrarla en una zanja profunda, además de aislarla de las fuentes de agua subterránea, la dosis de aire gamma se reduce en órdenes de magnitud. La descontaminación tras el accidente de Goiânia en Brasil en 1987 y la posibilidad de una "bomba sucia" con Co-60, que tiene similitudes con el entorno al que uno se enfrentaría después de que se asentara la lluvia radiactiva de una bomba de cobalto nuclear, ha impulsado la invención de los 'recubrimientos secuestrantes'. y absorbentes de fase líquida baratos para Co-60 que ayudarían aún más en la descontaminación, incluida la del agua.

En la cultura popular

• En la novela de Nevil Shute En la playa (1957), se mencionan bombas cobalto como la causa de la radiactividad letal que se acerca a Australia. La bomba cobalto fue un símbolo de la arrogancia del hombre.
• In Ciudad del miedo (1959), un convicto escapado de la prisión estatal de San Quentin roba un bote de cobalto-60, pensando que contiene drogas. Huye a Los Ángeles para empeñarlo, sin saber que podría matarlo y posiblemente contaminar la ciudad.
• En la comedia oscura Dr. Strangelove, o: Cómo aprendí a dejar de preocuparse y amar la bomba (1964), se emplea un tipo de bomba salteada con cobalto, utilizando específicamente un compuesto llamado 'Cobalt-Thorium G' con un mecanismo de Mano Muerta, por la Unión Soviética como un 'dispositivo del Día del Juicio' nuclear disuasivo: si el sistema detecta cualquier ataque nuclear, el dispositivo del fin de cuentas será desatado automáticamente. Con un momento desafortunado, un mutinio general estadounidense desquiciado y ordena un ataque a la URSS antes de que el dispositivo secreto soviético, ya activado, pudiera ser revelado al mundo. Un bombardero estadounidense pilotado por un equipo de hapless y sin saberlo llega a su objetivo; el mecanismo Dead Hand funciona como diseñado e inicia un holocausto nuclear mundial. En la película, el embajador soviético dice: "Si usted toma, digamos, cincuenta H-bombas en la gama de cien megatones y los chaqueta con Cobalt-Thorium G, cuando se explotan, producirán un golpe de día. ¡Una nube letal de radioactividad que rodeará la tierra durante noventa y tres años!"
• En la película James Bond Goldfinger (1964), el título informa Bond tiene la intención de establecer un dispositivo atómico "particularmente sucio" usando "cobalto y yodo" en el Repositorio de Bullion de Estados Unidos en Fort Knox como parte de la Operación Grand Slam, un esquema destinado a contaminar el oro en Fort Knox para aumentar el valor del oro que ha estado almacenando.
• En la novela ganadora del Premio Hugo de Roger Zelazny Este inmortal, la Tierra ha sufrido una guerra nuclear hace muchas décadas y algunas áreas todavía sufren altos niveles de radiación de bombas cobalto, lo que conduce a mutaciones drásticas y cambios ecológicos.
• En el cuarto acto del clásico episodio de Star Trek "Obsession" (1967), Ensign Garrovick se refiere a 10.000 bombas de cobalto que no equivalen al poder de menos de una onza de antimateria.
• In Debajo del Planeta de los Apes (1970) el personaje principal, al ver que una comunidad mutante clandestina adora una bomba del día de los siglos, comenta "Finalmente construyeron uno con un casquillo cobalto" en referencia a una bomba cobalto que podría borrar el mundo. Después de que los astronautas Brent y Taylor sean disparados por un ejército invasor de simios, el acto moribundo de Taylor es detonar la bomba del fin de semana, borrando toda la vida en la Tierra del siglo cuarenta.
• En un episodio de dos partes del programa de televisión La Mujer Bionica, "Doomsday Is Tomorrow", una bomba cobalto, apodada por su creador como "el instrumento más diabólico de destrucción jamás concebido por el hombre" se utiliza como un disparador para una arma más poderosa que puede hacer al mundo sin vida.
• En la novela de Tom Clancy El Sumo de Todos los Miedos Se observa que las bombas nucleares tácticas de la Fuerza Aérea israelí pueden equiparse opcionalmente con chaquetas de cobalto "para envenenar un paisaje a todo tipo de vida durante años".
• En la novela Doctor Who New Adventures Timewyrm: Genesys (1991), el planeta Anu fue destruido por una bomba cobalto en el año 2.700 A.C. El cyborg escapa responsable en una nave espacial, que se estrella en la antigua Mesopotamia. Después de adoptar el disfraz de la diosa Ishtar, construye otra bomba cobalto en la ciudad de Kish para amenazar al Séptimo Doctor, Gilgamesh, y al rey de la ciudad con la destrucción de la Tierra si deben interferir con sus planes para la dominación mundial. Esta segunda bomba se utiliza más tarde como fuente de energía nuclear para una nave espacial, permitiendo a los refugiados sobrevivientes de Anu viajar a un nuevo mundo.
• En el video juego Detroit: Hazte humano (2018), el jugador tiene la opción de detonar una bomba de cobalto improvisada durante ciertos finales del juego. La detonación de la bomba resulta en humanos evacuando la actual ciudad de Detroit y el área a 50 millas alrededor, aunque prometiendo recuperarla de los androides en el futuro. Dependiendo de las acciones del jugador, la ciudad queda vacía o los androides lo reclaman por su cuenta.
• En el video juego Metro Exodus (2019), el jugador visita la ciudad rusa de Novosibirsk que fue golpeada con al menos una ojiva cobalto durante una guerra nuclear mundial en el año 2013, dando lugar a niveles catastróficos de radiación, y fácilmente la zona más irradiada visitada en las tres Metro juegos. Mientras que la ciudad queda en gran parte de pie incluso veinte años después de la detonación de la ojiva cobalto, la radiación en la ciudad es tan letal que incluso con trajes de encierro completo con línea de plomo, el jugador sólo puede pasar unos minutos en la superficie antes de recibir cantidades letales de envenenamiento por radiación. Durante su visita, el jugador descubre que los sobrevivientes del ataque sobrevivieron bajo tierra durante veintidós años, pero sólo debido a inyecciones constantes de medicamentos antiradiación.