Bomba de cobalto - Cobalt bomb

Uma bomba de cobalto é um tipo de " bomba de sal ": uma arma nuclear projetada para produzir grandes quantidades de precipitação radioativa , com o objetivo de contaminar uma grande área com material radioativo . O conceito de bomba de cobalto foi originalmente descrito em um programa de rádio do físico Leó Szilárd em 26 de fevereiro de 1950. Sua intenção não era propor a construção de tal arma, mas mostrar que a tecnologia das armas nucleares logo alcançaria o ponto em que poderia acabar com a vida humana na Terra, um dispositivo do juízo final . Essas armas "salgadas" foram solicitadas pela Força Aérea dos Estados Unidos e investigadas seriamente, mas não implantadas. Na edição de 1962 do livro The Effects of Nuclear Weapons , do Departamento de Defesa dos Estados Unidos , uma seção intitulada guerra radiológica abordou o assunto.

História

O teste da Operação Antler / Rodada 1 pelos britânicos no local de Tadje, na cordilheira de Maralinga, na Austrália, em 14 de setembro de 1957, testou uma bomba usando pelotas de cobalto como marcador radioquímico para estimar o rendimento. Isso foi considerado um fracasso e o experimento não foi repetido. Na Rússia, o teste de salva nuclear tripla " taiga ", como parte do projeto preliminar do Canal Pechora-Kama de março de 1971 , produziu quantidades relativamente altas de cobalto-60 ( ⁶⁰ Co ou Co-60) do aço que circundava os dispositivos Taiga, com este produto de ativação de nêutrons gerado por fusão sendo responsável por cerca de metade da dose gama em 2011 no local de teste. Essa alta porcentagem de contribuição se deve em grande parte ao fato de os dispositivos não dependerem muito de reações de fissão e, portanto, a quantidade de radiação gama que emite césio-137 é comparativamente baixa. A vegetação fotossintetizante existe ao redor do lago que se formou.

Em 2015, uma página de um aparente desenho de torpedo nuclear russo vazou. O projeto foi intitulado " Oceanic Multipurpose System Status-6 ", mais tarde recebeu o nome oficial de Poseidon . O documento afirmava que o torpedo criaria "amplas áreas de contaminação radioativa, tornando-as inutilizáveis para atividades militares, econômicas ou outras por um longo tempo". Sua carga útil seria "muitas dezenas de megatons de rendimento". O jornal do governo russo Rossiiskaya Gazeta especulou que a ogiva seria uma bomba de cobalto. Não se sabe se o Status-6 é um projeto real ou se é desinformação russa. Em 2018, a revisão anual da postura nuclear do Pentágono declarou que a Rússia está desenvolvendo um sistema chamado "Status-6 Oceanic Multipurpose System". Se o Status-6 existe, não é conhecido publicamente se o projeto de 2015 que vazou é preciso, nem se a afirmação de 2015 de que o torpedo pode ser uma bomba de cobalto é genuína. Entre outros comentários sobre isso, Edward Moore Geist escreveu um artigo no qual diz que "os tomadores de decisão russos teriam pouca confiança de que essas áreas estariam nos locais pretendidos" e especialistas militares russos são citados como dizendo que "torpedos robóticos poderiam ter outros finalidades, como entrega de equipamentos em alto mar ou instalação de dispositivos de vigilância. "

Mecanismo

Uma bomba de cobalto poderia ser feita colocando uma quantidade de cobalto metálico comum ( ⁵⁹ Co) em torno de uma bomba termonuclear . Quando a bomba explodisse, os nêutrons produzidos pela reação de fusão no estágio secundário da explosão da bomba termonuclear transmutariam o cobalto em cobalto-60 radioativo, que seria vaporizado pela explosão. O cobalto então se condensaria e cairia de volta na Terra com a poeira e os destroços da explosão, contaminando o solo.

O cobalto-60 depositado teria uma meia-vida de 5,27 anos, decaindo em ⁶⁰ Ni e emitindo dois raios gama com energias de 1,17 e 1,33 MeV , portanto, a equação nuclear geral da reação é:

⁵⁹
₂₇Co
+ n → ⁶⁰
₂₇Co
→ ⁶⁰
₂₈Ni
+ e ^- + raios gama.

O níquel-60 é um isótopo estável e não sofre mais decomposição após a transmutação estar completa.

A meia-vida de 5,27 anos do ⁶⁰ Co é longa o suficiente para permitir que ele se estabeleça antes que ocorra uma degradação significativa e para torná-lo impraticável esperar em abrigos para que ele se decomponha, mas curta o suficiente para que uma radiação intensa seja produzida. Muitos isótopos são mais radioativos ( ouro-198 , tântalo-182 , zinco-65 , sódio-24 e muitos mais), mas eles se deteriorariam mais rapidamente, possivelmente permitindo que algumas populações sobrevivessem em abrigos.

Fallout de bombas de cobalto contra outras armas nucleares

Os produtos da fissão são mais mortais do que o cobalto ativado por nêutrons nas primeiras semanas após a detonação. Depois de um a seis meses, os produtos da fissão até mesmo de uma arma termonuclear de grande rendimento decaem para níveis toleráveis por humanos. A arma termonuclear de dois estágios de grande rendimento (um gatilho / primário de fissão com um secundário de fusão-fissão) é, portanto, automaticamente uma arma de guerra radiológica, mas sua precipitação decai muito mais rapidamente do que a de uma bomba de cobalto. A precipitação de uma bomba de cobalto, por outro lado, tornaria as áreas afetadas efetivamente presas neste estado provisório por décadas: habitáveis, mas não seguras para habitação constante.

Inicialmente, a radiação gama dos produtos de fissão de uma bomba de fissão-fusão-fissão de tamanho equivalente é muito mais intensa do que Co-60 : 15.000 vezes mais intensa em 1 hora; 35 vezes mais intenso em 1 semana; 5 vezes mais intenso em 1 mês; e quase igual em 6 meses. Posteriormente, os níveis de radiação residual do produto de fissão caem rapidamente, de modo que a precipitação do Co-60 é 8 vezes mais intensa do que a fissão em 1 ano e 150 vezes mais intensa em 5 anos. Os isótopos de vida muito longa produzidos pela fissão ultrapassariam o ⁶⁰ Co novamente após cerca de 75 anos.

Teoricamente, um dispositivo contendo 510 toneladas de Co-59 pode espalhar 1 g do material a cada km quadrado da superfície terrestre (510 milhões de km ² ). Se assumirmos que todo o material é convertido em Co-60 com 100 por cento de eficiência e se ele se espalhar uniformemente pela superfície da Terra, é possível que uma única bomba mate todas as pessoas na Terra. No entanto, de fato, a conversão completa de 100% em Co-60 é improvável; um experimento britânico de 1957 em Maralinga mostrou que a capacidade de absorção de nêutrons do Co-59 era muito menor do que o previsto, resultando em uma formação muito limitada do isótopo Co-60 na prática.

Além disso, outro ponto importante ao considerar os efeitos das bombas de cobalto é que a deposição de precipitação não ocorre nem mesmo ao longo do caminho a favor do vento de uma detonação, de modo que haverá áreas relativamente não afetadas pela precipitação e locais onde há precipitação invulgarmente intensa, para que a Terra não ficasse universalmente sem vida por uma bomba de cobalto. A precipitação e devastação após uma detonação nuclear não aumentam linearmente com o rendimento explosivo (equivalente a toneladas de TNT). Como resultado, o conceito de "exagero" - a ideia de que se pode simplesmente estimar a destruição e precipitação criada por uma arma termonuclear do tamanho postulado pelo experimento mental da "bomba de cobalto" de Leo Szilard extrapolando os efeitos de armas termonucleares de menor porte rende - é falacioso. No entanto, os dispositivos nucleares explodidos em grandes altitudes resultam em uma queda muito mais disseminada, mas mais lenta, especialmente para armas sujas ou semelhantes a cobalto. Os isótopos radioativos são capturados nos processos meteorológicos globais naturais que, devido à extraordinária robustez do isótopo, irão circular muitas vezes ao longo do processo de condensação e evaporação, resultando na disseminação global e na destruição efetiva da água utilizável para plantas, animais terrestres, humanos e vida marinha.

Exemplo de níveis de radiação vs. tempo

Suponha que uma bomba de cobalto deposita uma precipitação intensa causando uma taxa de dosagem de 10 sieverts (Sv) por hora. Nessa taxa de dosagem, qualquer pessoa desprotegida exposta à precipitação radioativa receberia uma dose letal em cerca de 30 minutos (assumindo uma dose letal média de 5 Sv). Pessoas em abrigos bem construídos estariam seguras devido à proteção contra radiação .

Após uma meia-vida de 5,27 anos, apenas metade do cobalto-60 terá decaído, e a taxa de dose na área afetada seria de 5 Sv / hora. Nessa taxa de dose, uma pessoa exposta à radiação receberia uma dose letal em 1 hora.
Após 10 meias-vidas (cerca de 53 anos), a taxa de dose teria decaído para cerca de 10 mSv / hora. Nesse ponto, uma pessoa saudável pode passar até 4 dias exposta às partículas radioativas sem efeitos imediatos . No 4º dia, a dose acumulada será de cerca de 1 Sv, momento em que podem aparecer os primeiros sintomas da síndrome aguda da radiação .
Após 20 meias-vidas (cerca de 105 anos), a taxa de dose teria decaído para cerca de 10 μSv / hora. Nesse estágio, os humanos poderiam permanecer desprotegidos em tempo integral, uma vez que sua dose de radiação anual seria de cerca de 80 mSv. No entanto, essa taxa de dose anual é da ordem de 30 vezes maior do que a taxa de exposição em tempo de paz de 2,5 mSv / ano. Como resultado, a taxa de incidência de câncer na população de sobreviventes provavelmente aumentaria.
Após 25 meias-vidas (cerca de 130 anos), a taxa de dose de cobalto-60 teria decaído para menos de 0,4 μSv / hora (radiação de fundo natural) e poderia ser considerada insignificante.

Descontaminação

Podem ser tomadas medidas para descontaminar áreas afetadas por uma bomba de cobalto. Isso poderia ser feito com o uso de equipamentos simples, como escavadeiras e tratores com cobertura de vidro de chumbo , semelhantes aos empregados no projeto do Lago Chagan . Ao retirar a fina camada de precipitação na superfície do solo e enterrá-la em uma vala profunda, juntamente com o isolamento das fontes de água subterrânea , a dose de ar gama é cortada em ordens de magnitude. A descontaminação após o acidente de Goiânia no Brasil em 1987 e a possibilidade de uma " bomba suja " com o Co-60, que tem semelhanças com o meio ambiente que se enfrentaria após o assentamento da precipitação de uma bomba nuclear de cobalto, motivou a invenção de "Revestimentos de sequestro" e sorventes baratos de fase líquida para Co-60 que ajudariam ainda mais na descontaminação , incluindo a de água.

Na cultura popular

No romance On the Beach (1957), de Nevil Shute , as bombas de cobalto são mencionadas como a causa da radioatividade letal que está se aproximando da Austrália. A bomba de cobalto era um símbolo da arrogância do homem.
Em City of Fear (1959), um condenado fugitivo da Prisão Estadual de San Quentin rouba uma lata de cobalto-60, pensando que continha drogas. Ele foge para Los Angeles para penhorá-lo, sem saber que isso poderia matá-lo e possivelmente contaminar a cidade.
Na comédia de humor negro Dr. Strangelove, ou: How I Learned to Stop Worrying and Love the Bomb (1964), um tipo de bomba salgada de cobalto é empregada, utilizando especificamente um composto chamado 'Cobalt-Thorium G' com um mecanismo Dead Hand , pela União Soviética como um ' dispositivo do Juízo Final ' de dissuasão nuclear: se o sistema detectar qualquer ataque nuclear, o dispositivo do Juízo Final será automaticamente liberado. Em um momento infeliz, um desequilibrado general americano amotina-se e ordena um ataque à URSS antes que o dispositivo secreto soviético, já ativado, pudesse ser revelado ao mundo. Um bombardeiro americano pilotado por uma tripulação infeliz e desavisada atinge seu alvo; o mecanismo Dead Hand funciona conforme projetado e inicia um holocausto nuclear mundial. No filme, o embaixador soviético diz: "Se você pegar, digamos, cinquenta bombas H na faixa de cem megatoneladas e revesti-las com Cobalto-Thorium G, quando explodirem, produzirão uma mortalha do Juízo Final. Uma nuvem letal de radioatividade que circundará a terra por noventa e três anos! "
No filme de James Bond , Goldfinger (1964), o personagem-título informa Bond que pretende detonar um dispositivo atômico "particularmente sujo" usando "cobalto e iodo " no Repositório de ouro dos EUA em Fort Knox como parte da Operação Grand Slam, um esquema pretendia contaminar o ouro em Fort Knox para aumentar o valor do ouro que ele tem armazenado.
No romance vencedor do Prêmio Hugo de 1965 de Roger Zelazny , Este Imortal , a Terra sofreu uma guerra nuclear há muitas décadas e algumas áreas ainda sofrem altos níveis de radiação de bombas de cobalto, levando a mutações drásticas e mudanças ecológicas.
No quarto ato do clássico episódio de Star Trek " Obsession " (1967), o Alferes Garrovick se refere a 10.000 bombas de cobalto que não equivalem ao poder de menos de 30 gramas de antimatéria .
Em Beneath the Planet of the Apes (1970) o personagem principal, ao ver que uma comunidade mutante subterrânea adora uma bomba do Juízo Final, comenta "Eles finalmente construíram uma com um invólucro de cobalto" em referência a uma bomba de cobalto que poderia destruir o mundo. Depois que os astronautas Brent e Taylor são baleados por um exército invasor de macacos, o ato de morrer de Taylor é detonar a bomba do Juízo Final, destruindo toda a vida na Terra do século 40.
No romance de Tom Clancy , The Sum of All Fears (1991), observa-se que as bombas nucleares táticas da Força Aérea Israelense podem opcionalmente ser equipadas com jaquetas de cobalto "para envenenar uma paisagem para todos os tipos de vida nos próximos anos".
No videogame Metro Exodus (2019), o jogador visita a cidade russa de Novosibirsk que foi atingida por pelo menos uma ogiva de cobalto durante uma guerra nuclear mundial no ano de 2013, resultando em níveis catastróficos de radiação, e facilmente a área mais irradiada visitado nos três jogos do Metro . Embora a cidade permaneça praticamente de pé mesmo vinte anos após a detonação da ogiva de cobalto, a radiação na cidade é tão letal que mesmo com trajes fechados revestidos de chumbo, o jogador só pode passar alguns minutos na superfície antes de receber quantidades letais de envenenamento por radiação. Durante a visita, o jogador descobre que os sobreviventes do ataque sobreviveram no subsolo por vinte e dois anos, mas apenas devido a injeções constantes de medicamentos anti-radiação.
No videogame Detroit: Become Human (2018), o jogador tem a opção de detonar uma bomba improvisada de cobalto durante determinados finais do jogo. A detonação da bomba resulta na evacuação de humanos da agora irradiada cidade de Detroit e da área de 80 quilômetros ao redor, embora prometendo retomá-la dos andróides no futuro. Dependendo das ações do jogador, a cidade fica vazia ou os andróides a reivindicam para si.
Em um episódio de duas partes do programa de TV The Bionic Woman , "Doomsday Is Tomorrow", uma bomba de cobalto, apelidada por seu criador como "o mais diabólico instrumento de destruição já concebido pelo homem" é usada como um gatilho para um mais poderoso arma que pode tornar o mundo sem vida.

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