Una bomba de cobalto es un tipo de " bomba salada ": un arma nuclear diseñada para producir cantidades elevadas de material radiactivo , destinada a contaminar una gran zona con material radiactivo , posiblemente con fines de guerra radiológica , destrucción mutua asegurada o como dispositivo para el fin del mundo . No hay pruebas sólidas de que se haya construido o probado jamás un dispositivo de este tipo.
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. [1] Su intención no era proponer que se construyera tal arma, sino demostrar que la tecnología de armas nucleares pronto llegaría al punto en que un dispositivo apocalíptico podría acabar con la vida humana en la Tierra. [2] [3]
En la prueba de la Operación 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, se probó una bomba que utilizaba bolitas de cobalto como trazador radioquímico para estimar el rendimiento de las armas nucleares . Esto se consideró un fracaso y el experimento no se repitió. [4] En Rusia, la prueba de salva nuclear triple " taiga ", 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 de taiga, siendo este producto de activación de neutrones generado por fusión responsable de aproximadamente la mitad de la dosis gamma en 2011 en el sitio de prueba. La alta contribución porcentual se debe en gran medida a que los dispositivos utilizaron principalmente reacciones de fusión en lugar de fisión , por lo que la cantidad de radiación gamma emitida por cesio-137 fue comparativamente baja. Ahora existe un bosque secundario alrededor del lago que se formó por la detonación. [5] [6]
En 2015, se filtró una página de un aparente diseño de torpedo nuclear ruso. El diseño se titulaba " Sistema multipropósito oceánico Status-6 ", que más tarde recibió el nombre oficial de Poseidón . [7] [8] [9] [10] El documento afirma 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 tendría "muchas decenas de megatones de 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. [11] [12] En 2018, la Revisión de la Postura Nuclear anual del Pentágono declaró que Rusia está desarrollando un sistema llamado "Sistema multipropósito oceánico Status-6". Si el Status-6 existe, no se sabe públicamente si el diseño filtrado en 2015 es preciso o si la afirmación de 2015 de que el torpedo podría ser una bomba de cobalto es genuina. [12] 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 estuvieran en las ubicaciones previstas" [13] 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". [11]
Se podría fabricar una bomba de cobalto colocando una cantidad de cobalto metálico ordinario ( 59 Co) alrededor de un arma termonuclear . Cuando la bomba explota, 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 se vaporizaría por la explosión. 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, se desintegraría en 60 Ni y emitiría 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.
El níquel-60 es un isótopo estable y no sufre más desintegraciones una vez completada la transmutación.
La vida media de 5,27 años del 60Co es lo suficientemente larga como para permitirle sedimentarse antes de que se produzca una desintegración significativa y para hacer que no sea práctico esperar en refugios a que se desintegra, pero lo suficientemente corta como para que se produzca una radiación intensa. [4] Muchos isótopos son más radiactivos ( oro-198 , tantalio-182 , zinc-65 , sodio-24 y muchos más), pero se desintegrarían más rápido, lo que posiblemente permitiría que alguna población sobreviviera en refugios.
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 de un arma termonuclear de alto rendimiento se desintegran a niveles tolerables para los seres humanos. El arma termonuclear de alto rendimiento es, por lo tanto, automáticamente un arma de guerra radiológica, pero su precipitación radiactiva se desintegra mucho más rápidamente que la de una bomba de cobalto. Por otra parte, la precipitación radiactiva de una bomba de cobalto dejaría a las áreas afectadas atrapadas en este estado provisional durante décadas: habitables, pero no seguras para una habitación permanente.
Inicialmente, la radiación gamma de los productos de fisión de un arma termonuclear de tamaño equivalente es mucho más intensa que la del Co-60: 15.000 veces más intensa en una hora; 35 veces más intensa en una semana; 5 veces más intensa en un mes; y aproximadamente igual en 6 meses. A partir de entonces, los niveles de radiación de los productos de fisión disminuyen rápidamente, de modo que la radiación de los productos de fisión del Co-60 es 8 veces más intensa que la de la fisión en un año y 150 veces más intensa en 5 años. Los isótopos de vida muy larga producidos por la fisión superarían al Co -60 nuevamente después de unos 75 años. [14]
Es poco probable que se produzca una conversión completa del 100% en Co-60; un experimento británico de 1957 en Maralinga demostró que la capacidad de absorción de neutrones del Co-59 era mucho menor de lo previsto, lo que dio lugar a una formación muy limitada del isótopo Co-60 en la práctica. Además, la precipitación radiactiva no se deposita de manera uniforme a lo largo de la trayectoria a favor del viento desde una detonación, por lo que algunas zonas se verían relativamente poco afectadas por la precipitación radiactiva, y la Tierra no quedaría universalmente sin vida por una bomba de cobalto. [15] La precipitación radiactiva y la devastación que siguen a una detonación nuclear no aumentan linealmente con el rendimiento explosivo. Como resultado, el concepto de "exceso de destrucción" (la idea de que se puede simplemente estimar la destrucción y la precipitación radiactiva creadas por un arma termonuclear del tamaño postulado por el experimento mental de la "bomba de cobalto" de Leo Szilard extrapolando los efectos de las armas termonucleares de rendimientos más pequeños) es falaz. [16]
Para el tipo de radiación emitida por una bomba de cobalto, la dosis medida en sievert (Sv) y gray (Gy) puede considerarse equivalente. Esto se debe a que la radiación dañina relevante del cobalto-60 son los rayos gamma. Al convertir entre sievert y gray para los rayos gamma, el factor de ponderación del tipo de radiación será 1 y la radiación será una radiación altamente penetrante que se distribuirá 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 intensa radiación que provoca una dosis de 10 Sv por hora. A esta dosis, cualquier persona sin refugio expuesta a la radiación recibiría una dosis letal en unos 30 minutos (suponiendo una dosis letal media de 5 Sv [17] ). Las personas que viven en refugios bien construidos estarían a salvo gracias a la protección contra la radiación .
Es 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 la limpieza del sitio de pruebas de Semipalatinsk . [20] Al retirar la fina capa de lluvia radiactiva de la capa superior del suelo y enterrarla en una especie de zanja profunda junto con aislarla de las fuentes de agua subterránea , la dosis de aire gamma se reduce en órdenes de magnitud. [21] [22] La descontaminación después del 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 hubiera asentado la lluvia radiactiva de una bomba de cobalto con capacidad nuclear, ha impulsado la invención de "recubrimientos secuestrantes" y absorbentes baratos en fase líquida para Co-60 que ayudarían aún más en la descontaminación , incluida la del agua. [23] [24] [25]
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