"Mała" modyfikacja, tragiczne skutki

Budowa bomby kobaltowej nie wydaje się skomplikowana, przynajmniej na tle tradycyjnej broni termojądrowej, na której bazuje. Wystarczy bowiem wykonać swego rodzaju płaszcz ze stabilnego kobaltu-59 i umieścić go wokół wspomnianej bomby termojądrowej. Ta jedna modyfikacja powoduje, że już i tak niebezpieczna broń staje się jeszcze groźniejsza i to na tyle, że trudno znaleźć dla niej alternatywę pod tym względem (może poza niektórymi typami broni biologicznych).

Zasada działania bomby wygląda dość przystępnie. Tak jak w typowej bombie termojądrowej, do wywołania eksplozji niezbędny jest ładunek inicjujący, wykorzystujący reakcję rozszczepienia uranu lub plutonu, a także drugi rdzeń ze związkami deuteru i trytu. Ogromne ciśnienie i energia cieplne doprowadzają do reakcji łańcuchowej, w której dwa wspomniane izotopy wodoru łączą się w ramach fuzji nuklearnej, tworząc przy tym hel. W bombie kobaltowej dochodzi jednak jeszcze jeden etap.

W chwili eksplozji bomby termojądrowej "owiniętej" kobaltem, reakcja fuzji jądrowej we wtórnym etapie wyrzuca gigantyczne ilości neutronów, które przedostają się do osłony otaczającej rdzeń fuzyjny i przekształcają wspomniany kobalt w radioaktywny izotop o nazwie kobalt-60. Co to dla nas oznacza?

Jak działa bomba kobaltowa?

By to wyjaśnić, należy najpierw zauważyć, że każda bomba termojądrowa jest automatycznie bronią radiologiczną. Generuje bowiem ogromną ilość produktów rozszczepienia i gigantyczną ilość promieniowania gamma, które są śmiertelne dla ludzi. Tyle tylko, że jak wykazano, czas ich rozpadu w typowych warunkach jest mimo wszystko stosunkowo krótki. Już po kilku miesiącach poziom promieniowania może być tolerowany przez ciało ludzkie. Użycie kobaltu sprawia jednak, że ten okres znacząco się wydłuża, bo opad z bomby kobaltowej rozpada się znacznie dłużej.

Rozpad kobaltu-60 pokazujący uwolnienie silnych promieni gamma.Tubas-en / Wiki Commons

Po eksplozji bomby kobaltowej kobalt-60 najpierw zostałby odparowany, a następnie skroplił się i zamienił w śmiercionośną mgiełkę, która opadłaby z powrotem na ziemię. To oczywiście doprowadziłoby do zanieczyszczenia gruntu i wszystkiego, na co opadłby izotop. Tutaj dochodzimy do czasu półtrwania kobaltu-60, który wynosi aż 5,27 roku. To sporo w porównaniu do wielu innych, często znacznie bardziej radioaktywnych izotopów, takich jak choćby złoto-198 (64 dni), czy sód-24 (15 godz.). To z kolei gwarantuje, że produkty rozszczepienia na pewno zdążą opaść na ziemię jeszcze przed tym, aż nastąpi zauważalny rozpad. Po rozpoczęciu procesu rozpadu uwolnione zostaną dwa promienie gamma o bardzo wysokiej energii.

Początkowe promieniowanie gamma z produktów rozszczepienia jądrowego jest nawet kilkanaście tysięcy razy większe niż promieniowanie podczas rozpadu kobaltu-60. Tyle tylko, że z czasem to pierwsze szybko maleje, a drugie utrzymuje się na dość wysokim poziomie. Już po 6 miesiącach poziom promieniowania będzie w obu przypadkach taki sam, a po roku to opad kobaltu-60 generuje nawet 8 razy intensywniejsze promieniowanie. Gdy spojrzymy na okres 5 lat widzimy, że różnica rośnie do 150-krotności promieniowania na korzyść tego drugiego.

Zakładając, że opad powoduje dawkę promieniowania na poziomie 10 Sv na godz., to osoba wystawiona na opad otrzyma śmiertelną dawkę w ciągu 30 min. Po jednym okresie półtrwania (po 5,27 roku), czas ten wydłuży się do jednej godziny. Po dziesięciu okresach półtrwania (ok. 53 lata) dawka spadłaby do 10 mSv/godz., co z kolei sprawia, że człowiek mógłby być narażony na opad nawet przez 4 dni bez natychmiastowych skutków. Z drugiej strony pojawiłoby się ogromne ryzyko zachorowania na raka. Nawet po 20 okresach promieniowanie miałoby pewien wpływ na życie ludzkie, choć niebezpieczeństwo byłoby wyjątkowo niskie. Dawka promieniowania pochodzącego z kobaltu-60 spadłaby do poziomu nieistotnego dla zdrowia dopiero po ok. 25 okresach półtrwania, czyli po 130 latach.

Dlaczego oficjalnie nie zbudowano takiej bomby?

To właśnie ten bardzo długi czas wyłączenia danego terenu z użytkowania jest ogromną siłą bomby kobaltowej. Oczywiście przy założeniu, że opad radioaktywny będzie w miarę równomierny, a tego nie da się w żaden sposób przewidzieć. To z kolei oznacza, że nawet po wybuchu wielu bomb kobaltowych na Ziemi najpewniej byłoby miejsce stosunkowo nietknięte przez opad, a przez to bezpieczne. Co więcej, wiemy też, że opad i zniszczenia nie skalują się liniowo wraz ze wzrostem ilości materiału wybuchowego – nie wystarczy więc stworzyć gigantycznej bomby, by była zdecydowanie potężniejsza niż jej mniejsza wersja.

Testy przeprowadzone przez Brytyjczyków w 1957 r. wykazały, że konwersja kobaltu-59 do kobaltu-60 nie jest tak prosta i efektywna, jak zakładał Szilard. Zarejestrowana zdolność tego pierwszego do pochłaniania neutronów była stosunkowo niska, więc samo powstanie izotopu kobalt-60 w odpowiednio dużej ilości mogłoby stanowić ogromne wyzwanie. Nikt nie jest więc w stanie stwierdzić, na ile możliwe jest zbudowanie potężnej bomby, która mogłaby zagrozić życiu na Ziemi. Co prawda, często przywoływany jest przykład konstrukcji wyposażonej w ponad 500 ton kobaltu, której wybuch spowodowałby teoretycznie śmierć nawet 50 proc. populacji ludzkiej w ciągu zaledwie 30 dni, ale pomija on fakt wspomnianej efektywności konwersji do kobaltu-60. Nie można oszacować, ile z tych 500 ton materiału zostanie zamienione w śmiercionośny izotop.

Należy na koniec dodać, że oficjalnie nie powstała jeszcze żadna bomba kobaltowa służąca jako broń. Istniała jedynie bomba kobaltowa stosowana w radioterapii, która została już w dużym stopniu zastąpiona przez akceleratory liniowe. Pojawiły się jednak plotki o tym, że od 2015 r. Rosjanie budują torpedę nuklearną z głowicą bojową z bombą kobaltową. Nigdy nie potwierdzono, że tego typu projekt powstał, ale z wypowiedzi ekspertów, w tym też rosyjskich wojskowych, wiemy, że byłaby to zbyt nieprzewidywalna broń, by jej opracowanie w ogóle było opłacalne.