Кіріспе
Гипотетикалық тұздалған ядролық бомба
кобальт-60 изотопінің көзі бар құрылғыдан жүзеге асырылатын қатерлі ісікке қарсы радиациялық емдеу.
cancer radiation treatments delivered from a device with a cobalt 60 isotope source
Кобальт бомбасы – "тұздалған бомбаның" бір түрі: радиоактивті жауын-шашын мөлшерін арттыруға арналған ядролық қару, мақсаты – үлкен аумақты радиоактивті материалмен ластау, мүмкін радиациялық соғыс, өзара толық жойылғаннан кейінгі тепеуір немесе соңғы құрылғы ретінде қолдану. Мұндай құрылғының жасалғаны немесе сынақтан өткеніне қатысты нақты дәлелдер жоқ.
Тарих
Кобальт бомбасының тұжырымы алғаш рет 1950 жылғы 26 ақпанда физик Лео Силардтың радио бағдарламасында сипатталды. Оның ниеті мұндай қару жасауды ұсынбау, бірақ ядролық қару технологиясы адам өмірін Жер бетінде жоя алатын деңгейге тез жететінін көрсету болды – қиямет күні құрылғысы. 1957 жылғы 14 қыркүйекте Австралиядағы Маралинг полигонындағы Тадже учаскесінде британдықтар жүргізген "Антлер/1-кезең" операциясы кобальт түйіршіктерін радиохимиялық маркер ретінде пайдаланып, жарылыс қуатын бағалау мақсатында бомбаны сынап көрді. Бұл сынақ сәтсіз деп танылды және қайталанбады. Ресейде 1971 жылғы наурыздағы Печора-Кама каналы жобасы аясында өткен үш "тайга" ядролық жарылысы, Тайга құрылғыларын қоршаған болаттан салыстырмалы түрде көп мөлшерде кобальт-60 (60Co немесе Co 60) өндірді. Бұл синтез нәтижесінде пайда болған нейтрондық белсендіру өнімі 2011 жылы сынақ алаңындағы гамма-сәулелену дозасының шамамен жартысына жауап берді. Осы үлестің жоғары болуына себебі құрылғылар негізінен бөліну емес, синтез реакцияларын қолданғандықтан, гамма-сәуле шығаратын цезий-137 радиоактивті жауын-шашынының мөлшері салыстырмалы түрде аз болды. Көлдің айналасында фотосинтез жасайтын өсімдіктер өседі. 2015 жылы ресейлік ядролық торпеданың жобасынан бір бет ашыққа шықты. Жоба "Океандық көп мақсатты жүйе – 6-сынып" деп аталды, кейін ресми түрде "Посейдон" деп аталды. Құжатта торпеда "әскери, экономикалық немесе басқа да қызметтер үшін ұзақ уақытқа пайдасыз кең аумақтарда радиоактивті ластануды тудырады" делінген. Оның қуаты "ондаған мегатоннаға жетеді". Ресей үкіметінің газеті "Российская газета" бұл жарылыс заряды кобальт бомбасы болуы мүмкін деген болжам жасады. "6-сынып" жобасының шындыққа сәйкес келуі немесе Ресей тарапынан таратылған дезинформация екені белгісіз. 2018 жылы Пентагонның жылдық Ядролық қару саясатын қарау есебінде Ресей "Океандық көп мақсатты жүйе – 6-сынып" деп аталатын жүйе әзірлеп жатқаны айтылды. Егер "6-сынып" жобасы іске асырылса, 2015 жылы жарияланған жобаның дұрыстығы және торпеда кобальт бомбасы болуы мүмкін деген мәлімдеме шындыққа сәйкес пе, әзірге белгісіз. Ресейлік әскери сарапшылар "робот-торпедалар терең теңізге жабдық жеткізу немесе бақылау құрылғыларын орнату сияқты басқа да мақсаттарға қолданылуы мүмкін" деген пікір білдірді.
Механизм
Термоядролық бомбаның айналасына белгілі бір мөлшерде қарапайым кобальт металлы (59Co) орналастыру арқылы кобальт бомбасын жасауға болады. Жарылыс кезінде термоядролық бомбаның екінші сатысындағы термоядролық реакцияда пайда болатын нейтрондар кобальтты радиоактивті кобальт-60-қа айналдырады, ол жарылыс кезінде буланып кетеді. Содан кейін кобальт конденсацияланып, жарылыстан қалған шаң мен қалдықтармен бірге жерге түсіп, топырақты радиоактивті ластайды. Шыққан кобальт-60-тың жартылай ыдырау периоды 5,27 жылды құрайды, ол 60Ni-ге ыдырайды және 1,17 және 1,33 МэВ энергиясы бар екі гамма сәулесін шығарады. Сондықтан реакцияның жалпы ядролық теңдеуі: Кобальт 59 + n → Кобальт 60 → Никель 60 + e− + гамма сәулелері. Никель 60 – тұрақты изотоп, трансмутация толыққаннан кейін одан әрі ыдырамайды. 60Co-ның 5,27 жылдық жартылай ыдырау периоды, оның ыдырауға түсуінен бұрын тұрақтануына және оның ыдырауын күтудің қиын болуына мүмкіндік береді, бірақ сәулеленудің қарқынды болуы үшін жеткілікті қысқа. Кобальт-60-қа 100% толық түрленудің болуы ықтимал емес; 1957 жылы Маралингадағы британдық эксперимент Co 59-дың нейтрондарды сіңіру қабілетінің күтілгеннен әлдеқайда төмен екенін көрсетті, нәтижесінде Co 60 изотопының пайда болуы шектеулі болды. Сонымен қатар, жарылыстан кейін болатын радиоактивті жауын-шашын жел бағытында біркелкі тарамайды, сондықтан кейбір аймақтар одан салыстырмалы түрде аз зардап шегеді және кобальт бомбасының салдарынан Жердің барлық бөлігі бірден өмірге жарамсыз болмайды. Ядролық жарылыстан кейінгі жауын-шашын мен қираулар, жарылыс қуатымен (ТНТ тоннасына эквивалентті) тура пропорционалды түрде ұлғая бермейді. Осыдан келіп, "артық өлтіру" концепциясы – яғни, Лео Силардтың "кобальт бомбасы" ойын тәжірибесінде қарастырылған термоядролық қарудың құрылымына сәйкес, оның тудыратын қираулар мен жауын-шашынды бағалау үшін кішірек қуатты термоядролық қарулардың әсерлерінен экстраполяция жасауға болатын идея – жаңылыс. Дегенмен, жоғары биіктікте жарылған ядролық құрылғылар, әсіресе "ластанған" немесе кобальтқа ұқсас қарулар, әлдеқайда кеңірек, бірақ баяу жауын-шашынға себеп болады. Радиоактивті изотоптар табиғи жаһандық метеорологиялық процестерге түсіп қалады, олардың ерекше тұрақтылығының арқасында конденсация және булану процесінде көптеген рет айналып, жаһандық таралуға және өсімдіктер, құрлықтағы жануарлар, адамдар мен теңіз жануарлары үшін қолданылатын судың жойылуына әкеледі.
Cobalt 59 + n → Cobalt 60 → Nickel 60 + e− + gamma rays. Nickel 60 is a stable isotope and undergoes no further decays after the transmutation is complete. The 5.27 year half life of the 60Co is long enough to allow it to settle out before significant decay has occurred, and to render it impractical to wait in shelters for it to decay, yet short enough that intense radiation is produced. Complete 100% conversion into Co 60 is unlikely; a 1957 British experiment at Maralinga showed that Co 59's neutron absorption ability was much lower than predicted, resulting in a very limited formation of Co 60 isotope in practice. In addition, fallout is not deposited evenly throughout the path downwind from a detonation, so some areas would be relatively unaffected by fallout and the Earth would not be universally rendered lifeless by a cobalt bomb. The fallout and devastation following a nuclear detonation does not scale upwards linearly with the explosive yield (equivalent to tons of TNT). As a result, the concept of "overkill"—the idea that one can simply estimate the destruction and fallout created by a thermonuclear weapon of the size postulated by Leo Szilard's "cobalt bomb" thought experiment by extrapolating from the effects of thermonuclear weapons of smaller yields—is fallacious. However, nuclear devices exploded at high altitudes result in much more widespread but slower fallout, especially for dirty or cobalt like weapons. The radioactive isotopes are caught in the natural global meteorological processes which, because of the extraordinary hardiness of the isotope, will cycle many times throughout the condensation and evaporation process, resulting in global spread and the effective destruction of usable water for plants, land animals, humans, and sea life.
Радиация деңгейінің уақытқа салыстырмалы мысалы
Кобальт бомбасынан шығатын сәулелену түрі үшін сиверттерде (Sv) және грейде (Gy) өлшенген дозаны теңдестірілген деп қарастыруға болады. Өйткені кобальт-60-тан шығатын зиянды сәулелену – гамма сәулелері. Гамма сәулелері үшін сивертке айналдырғанда, сәулелену түрінің салмақ коэффициенті 1-ге тең болады, ал сәулелену өте терең енетін және денеге біркелкі таралатындықтан, тіндердің салмақ коэффициенті де 1-ге тең болады. Кобальт бомбасының қарқынды радиоактивтік жауын-шашын тудыратынын болжайық, ол сағатына 10 Sv дозалық қарқынына әкеледі. Осындай дозалық қарқынмен, қорғалмаған адам жауын-шашынға ұшыраса, шамамен 30 минут ішінде өлімге әкелетін дозаны алады (орташа өлімге әкелетін доза 5 Sv екенін ескерсек). Сапалы түрде салынған қоршаудағы адамдар сәулеленуден қорғану арқасында қауіпсіз болады. 5,27 жылдық жартылай ыдырау периоды өткеннен кейін, кобальт-60-тың жартысы ғана ыдырайды, ал зардап шеккен аймақтағы дозалық қарқын сағатына 5 Sv-қа төмендейді. Осындай қарқынмен сәулеленуге ұшыраған адам 1 сағатта өлімге әкелетін дозаны алады. 10 жартылай ыдырау периодынан кейін (шамамен 53 жыл), дозалық қарқын шамамен сағатына 10 мСв-қа төмендейді. Бұл жағдайда, дені сау адам радиоактивтік жауын-шашынға 4 күнге дейін зиянсыз ұшырауы мүмкін. Бұл сәулеленудің ұзақ мерзімді салдары – қатерлі ісікке шалдығу қаупінің артуы. 4-ші күні жинақталған доза шамамен 1 Sv-қа жетеді, осы кезде жедел сәулелену синдромының алғашқы белгілері пайда болуы мүмкін. 20 жартылай ыдырау периодынан кейін (шамамен 105 жыл), дозалық қарқын шамамен сағатына 10 мкСв-қа төмендейді. Бұл кезеңде адамдар толық уақыт бойы қорғалмаған күйде қалуы мүмкін, өйткені олардың жылдық сәулелену дозасы шамамен 80 мСв-қа жетеді. Бұл жылдық доза мөлшері орташа табиғи фондық сәулелену қарқынынан (2,4 мСв/жыл) шамамен 30 есе артық, бірақ оның ауытқу шегінде. Осындай дозада қатерлі ісікке себеп-салдар байланысын анықтау қиын. 25 жартылай ыдырау периодынан кейін (шамамен 130 жыл), кобальт-60-тан шығатын дозалық қарқын 0,4 мкСв/сағаттан төмендейді және оны ескермейтін деңгейде деп санауға болады.
Зақымданудан тазарту
Кобальт бомбасының салдарынан ластанған салыстырмалы түрде шағын аумақтарды, Шаған көлі жобасында қолданылған сияқты, қорғасын шынымен қапталған экскаваторлар мен бульдозерлер сияқты құралдармен залалсыздандыру мүмкін. Топырақтың беткі қабатындағы жұқа жауын-шашын қабатын алып тастап, оны терең орға көму және жер асты суларынан оқшаулау арқылы гамма сәулесінің дозасы бірнеше есеге төмендейді. 1987 жылы Бразилиядағы Гояниядағы апаттан кейін жүргізілген залалсыздандыру жұмыстары және 60Co-мен "кір бомбасы" болу мүмкіндігі, ядролық кобальт бомбасының жауын-шашынынан кейін туындайтын ортаға ұқсас жағдайларды ескере отырып, "Шешу жабындары" мен 60Co үшін арзан сұйық фазалық сорбенттердің ойлап табылуына ықпал етті, бұл суды қоса алғанда, залалсыздандыруға одан әрі көмектеседі.
Танымал мәдениетте
Невил Шуттың "Жарға" (1957) романында кобальт бомбалары Австралияға жақындап келе жатқан өлімге әкелетін радиоактивтіліктің себебі ретінде көрсетілген. Кобальт бомбасы адамның өршілдігінің символы болды. "Қорқыныш қаласы" (1959) фильмінде Сан-Квентин мемлекеттік түрмесінен қашқан сотталған адам кобальт-60 контейнерін ұрлап алады, оның ішінде есірткі бар деп ойлайды. Ол оны кепілге қою үшін Лос-Анджелеске қашады, бірақ оның өліміне және қаланың ластануына себеп болатынын білмейді. "Др. Странгелов немесе: Мен қалай уайымдамай, бомбаны жақсы көруге үйрендім" (1964) атты қара комедияда кобальт тұздалған бомбаның бір түрі қолданылады, атап айтқанда, "Кобльт Торий G" деп аталатын композитті, "Өлі қол" механизмімен бірге, Кеңес Одағы "қиямет құрылғысы" ретінде ядролық қорқыту үшін пайдаланады: егер жүйе ядролық шабуылды анықтаса, қиямет құрылғысы автоматты түрде іске қосылады. Өкінішке орай, американдық генерал бүлік шығарып, Кеңес Одағына шабуыл жасауға бұйрық береді, бірақ бұрыннан іске қосылған құпия құрылғы әлемге жарияланбастан бұрын тоқтатылады. Бір американдық бомбалаушы ұшағы, оның экипажы беймәлім және бақытсыз, нысанасына жетеді; "Өлі қол" механизмі жобаланғандай жұмыс істейді және бүкіл әлемде ядролық топандылықты бастайды. Фильмде Кеңес елшісі былай дейді: "Егер сіз, мысалы, 50 Г бомбаны жүз мегатонналық диапазонда алсаңыз және оларды "Кобльт Торий G" арқылы қаптасаңыз, жарылғанда олар қияметтің шатырын жасайды. Жерді тоқсан үш жыл бойы қоршап тұратын, радиоактивті бұлт!" Джеймс Бондтың "Алтын саусақ" (1964) фильмінде басты кейіпкер Бондқа "Форт-Нокстегі АҚШ-тың алтын қоймасында "кобальт пен йодты" пайдалана отырып, "өте лас" атом құрылғысын іске қосуды жоспарлап отырғанын хабарлайды. Бұл "Ұлы шлем" операциясының бөлігі, ол Форт-Нокстегі алтынды ластау арқылы оның құнын арттыруды көздейді. Роджер Зелазнидің 1965 жылы Хьюго сыйлығын жеңіп алған "Бұл өлмейтін" романында Жер бірнеше онжылдық бұрын ядролық соғысқа ұшырады және кейбір аймақтар әлі де кобальт бомбаларынан туындаған жоғары радиациялық деңгейге ұшырады, бұл қатты мутациялар мен экологиялық өзгерістерге әкелді. Классикалық "Жұлдызды жол" эпизодының төртінші актісінде "Обсессия" (1967), прапорщик Гарровик 10,000 кобальт бомбасы бір унция антиматериядан кем күшке ие екенін айтады. "Апилар планетасының астында" (1970) фильмінде бас кейіпкер жер астындағы мутанттар қауымының қиямет күніне арналған бомбаға табынуын көргеннен кейін: "Олар, соңғысы кобальт корпусы бар бомба жасады" дейді, бұл әлемді жоя алатын кобальт бомбасына сілтеме. Астронавттар Брент пен Тейлорды маймылдар әскері атып алғаннан кейін, Тейлордың соңғы ісі - қиямет күні бомбасын жарытып, 40-шы ғасырдағы Жердегі барлық тіршілікті жою. "Бионикалық әйел" телешоуының "Ақырет күні ертең" атты екі бөлімінде оның авторы "адам баласы ойлап тапқан ең зұлым құрту құралы" деп атаған кобальт бомбасы әлемді тіршіліксіз қалдыратын әлдеқайда күшті қарудың іске қосылуы ретінде қолданылады. Том Клэнсидің "Барлық қорқыныштың жиынтығы" (1991) романында Израиль әуе күштерінің тактикалық ядролық бомбаларына "келесі жылдар бойы өмірдің барлық түрлеріне ландшафтты уландыру үшін" кобальт жамылғылары орнатылуы мүмкін екендігі айтылған. Доктор Who New Adventures романында Timewyrm: Genesys (1991) Ану планетасы біздің заманымыздан бұрын 2700 жылы кобальт бомбасымен жойылған. Киборг ғарыш кемесімен қашып кетеді, ол ежелгі Месопотамияда құлайды. Иштар құдайының кейпіне енгеннен кейін, ол Киш қаласында тағы бір кобальт бомбасын құрып, Жетінші дәрігер Гилгамешке және қаланың патшасына, егер олар оның әлемді билеу жоспарына кедергі келтірсе, Жерді жояды деп қорқытады. Бұл екінші бомба кейін ғарыш кемесі үшін ядролық энергия көзі ретінде пайдаланылады, бұл Анудан аман қалған босқындарға жаңа мекенге саяхаттауға мүмкіндік береді. Designated Survivor (2016) телешоуының екінші маусымында Вашингтон қаласында кобальт бомбасын қолдану жоспары дипломатиялық саммиттер кезінде ашылады. Бомбаны және оның жасаушысын арнайы агент Ханна Уэллс іздейді, бірақ ол жарылып, алты федералды агентті өлтіреді, оның ішінде ФБР директоры Джон Фурстель. Кейінірек ол Кунами ойдан шығарылған елшісінің бастауындағы ішкі билік ойынында жасалған деп анықталады. Detroit: Become Human (2018) видеоойында ойыншының ойынның белгілі бір аяқталуы кезінде қолдан жасалған кобальт бомбасын жарыту мүмкіндігі бар. Жарылыс нәтижесінде адамдар радиациялық Detroit қаласынан және оның 50 миль радиусындағы аймақтан эвакуацияланады, бірақ болашақта андроидтерден қайтарып алуға уәде береді. Ойыншының әрекеттеріне байланысты қала бос қалдырылады немесе андроидтер оны өздеріне қабылдайды. Metro Exodus (2019) видеоойынында ойыншы 2013 жылы бүкіл әлемдегі ядролық соғыс кезінде кем дегенде бір кобальт снарядына ұшыраған Новосибирск қаласына саяхат жасайды, бұл катастрофалық деңгейдегі радиацияға және үш Metro ойынындағы ең радиациялық аймаққа әкеледі. Қала кобальт снаряды жарылғаннан кейін жиырма жыл өткен соң да тұрған болса да, қаладағы радиация соншалықты қауіпті, тіпті қорғанышқа ие костюмдерде де ойыншы бетіне бірнеше минуттан артық тұра алмайды. Сапар барысында ойыншы шабуылдан аман қалғандардың жиырма екі жыл бойы жер астында өмір сүргенін, бірақ тек антирадиациялық дәрінің үнемі инъекциясы арқасында ғана мүмкін болғанын біледі. Neal Stephenson-ның Termination Shock романында кобальттан оралған және ауа райын өзгертуге арналған құралды қолданудан айыру үшін жарылуға арналған қорғанышпен жабдықталған чемодан бар.