[gǔ dàn]  

钴弹

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只存在于设想中的核武器。假设在中子弹外面裹一层钴59,在平流层引爆,中子弹爆炸发出的中子打在钴59上,变成钴60,钴60在平流层跑遍整个地球大气层。钴60衰变产生的射线会破坏生物DNA,地球生物会在短时间之内全部灭亡。这种炸弹的辐射更加严重,还会产生更加强烈的伽马射线
  • TA说
钴弹是理论上的武器,现实中并不存在,但它所需的技术对人类来说并非遥不可及,在1950年就有物理学家提出只需要一颗钴弹就可以毁灭全人类,虽然这种说法夸张了一些,但钴弹的杀伤力远远超过氢弹。...详情
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内容来自
中文名
钴弹
外文名
Cobalt bomb
读    音
gǔ dan
概    念
引爆原料不同的三相弹
坏    处
核辐射,电磁干扰

钴弹钴元素

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钴59:还原法制成的细金属钴粉在空气中能自燃生成氧化钴。1735年瑞典化学家布兰特(G.Brandt)制出金属钴。1780年瑞典化学家伯格曼(T. Bergman)确定钴为元素。长期以来钴的矿物或钴的化合物一直用作陶瓷、玻璃、珐琅的釉料。到20世纪,钴及其合金在电机、机械、化工、航空和航天等工业部门得到广泛的应用,并成为一种重要的战略金属,消费量逐年增加。中国于50年代开始从钴土矿镍矿和含钴黄铁矿中提钴
钴60:钴-60(Co)是金属元素钴的放射性同位素之一,其半衰期为5.27年。它会透过β衰变放出能量高达315 keV的高速电子衰变成为镍-60,同时会放出两束伽马射线。 [1] 

钴弹基本概念

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假如把一枚核武器置于钴中,则当核武器爆炸时,会同时产生大量具有放射性的钴-60.这种武器(到目前为止,还是理论上存在而已)除了具有强大的爆炸力外,另具有高度穿透力及长时间延续性的由钴-60所释放出来的伽马射线。
这一概念首先由物理学家利奥·西拉德于1950年提出,声称一批钴弹可以消灭所有人类。他的目的不是制造这种炸弹,而是说明核武器技术很快就会达到消灭整个人类的水平。这种“脏弹”由美国空军正式提出并研究,但没有部署。从公开的消息中,目前这种炸弹没有被制作出来。  [2] 

钴弹原理

将一定数量普通的(Co59)放置在核弹中爆炸物周围。当核弹爆炸后,核反应中产生的中子会将钴59转化成放射性同位素钴60,以尘埃的形式返回地球,污染地面。钴60衰变成镍60,同时放射出1.17值1.33MeV的伽马射线。其半衰期为5.27年,使得钴60有充分时间传播并维持足够的放射强度,由于半衰期太长,被袭击者即使躲进了掩体,也很难等到放射结束。
  以上只是理论,实际上可以通过主动措施来有效降低辐射,如用专用的推土机将表层泥土铲走并深埋,保护饮用水源等。 [2] 

钴弹简介

脏弹是氢弹的一种,俗称三相弹。什么是脏弹?人们在1945年做出原子弹后,觉得威力不够强大,又在1950年后做出了氢弹,氢弹是需要原子弹做为核心雷管引爆的,之后呢又有人觉得氢弹的爆炸威力虽然可以但是辐射污染能力不够厉害,所以又在氢弹的外围裹满了大量的铀238,这样一来就做成了一种三相弹,裂变聚变裂变,这种弹威力非常大,动则上千万吨TNT当量,爆炸后呢它既有氢弹的爆炸威力,又有原子弹的辐射污染,一举两得。现在各国部署的氢弹头大多都是这种脏弹,著名的苏联沙皇炸弹就是这种脏弹,威力无比达到5000万的TNT当量。
钴弹只是一种只在理论核弹,就是把三相弹外面那层铀换成钴,爆炸后除了会释放比普通的三相弹更严重的辐射污染外,还会爆发非常强劲的伽马射线,传说在欧洲投一颗这种炸弹,欧洲会变成无人区。

钴弹与三相弹的不同

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钴弹与原子弹比较

原子弹助爆原子弹,助爆原子弹和氢弹的区别主要在于一下几点,氢弹是两级设计,热核材料在爆炸时首先被初级的X射线辐射压缩,然后才被次级加热聚变,聚变当量可以做的很大,百万吨级是小意思。
助爆原子弹虽然也发生少量的聚变,但是热核材料没有收到压缩,因为在裂变材料中央的热核材料本身对于爆炸产生的X射线几乎是透明的,主要是靠高温产生少量的聚变,当量的增加主要靠这少量聚变产生的高能中子轰击裂变材料,也就是说提高当量除了提高比威力外主要还是靠裂变,所以对于生产成本极高的武器级浓缩铀和钚而言并不经济,而且小型化不如两级氢弹。 [1] 

钴弹与氢弹比较

氢弹的当量要大必须做到,次级要尽可能束缚住尽可能多的热核材料,这样聚变的辐射聚焦材料也就是次级惰层必须加厚。但是氢弹的热核反应同样会释放高能中子,这些中子的能量甚至高到直接裂变铀238,铀238只是核工业中的副产品,成本很低,如果把铀238作为氢弹的外壳和次级惰层可以利用这些中子,并且廉价得提高当量。这就是三相弹(裂变聚变裂变,由于缩写是3个F所以叫三相弹)。
三相弹的麻烦是裂变的能量所占比例大幅上升,裂变碎片和惰层的感生辐射大大增加了放射性沉降,为了使核武器的放射性沉降减小,相对更加干净就要求用其他材料替换铀238,当然这种材料的感生辐射要限制。美国人试验过铅和钨。实际上只要达到以聚变能量释放为主的话,那么就是一颗干净的氢弹了。

钴弹钴弹的性质

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换成钴作为氢弹的外壳,氢弹会更脏,由于自然钴主要是原子量59的同位素,在吸收一个中子之后会变成高度伽玛放射性的钴60,要知道工业上使用钴60时防护要求极为严格,3克钴60要半吨铅进行屏蔽,而一颗钴弹会用到以吨计的钴,造成的放射性污染比三相弹还要严重的多,而且钴60的半衰期并不短,至少比大部分的裂变碎片元素长,结果辐射难以清除,这是真正的为末日准备的武器。
在规划的核大战中,实际上使用战术核武器的需求并不需要百万吨级那么大的当量,但是要求更加干净。低当量的干净核武器,实际上可以减少辐射外壳的厚度,让更多的中子释放出来,连初级的裂变材料都不轰击,并且减少热核材料的约束时间。 [2] 
铬和镍可能被用为“X射线反射镜”,它们可以让中子逃逸出去。1千吨级别“干净”氢弹辐射外壳的厚度是1百万吨级别的十分之一。这就是中子弹当量要小的原因。中子弹的当量于是被限定在1千吨到1万吨TNT左右。与钴弹不同,中子弹使用加强早期辐射杀伤来减少了放射性沉降,但是还是有辐射的,高能中子会造成感生辐射,但是这取决于环境中的各种原子特性本身,比起钚和裂变碎片的沉降要好得多。

钴弹钴弹的优势

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对于本质上依然是一颗两级的氢弹的中子弹而言,初级的当量不能太小,否则初级将无法点燃次级。进一步来说,初级当量小时,能量大多以冲击波释放,X射线在初级当量中占的比例也会很低,而次级主要是靠X射线来压缩的,冲击波会在热核燃料被加热之前就把它们炸飞。实际上如果初级的当量太大,氢弹次级也无法点燃,就是因为辐射外壳没有设计成能约束住过高能量的X射线,次级来不及聚变就解体了。
但是对于初级这样的原子弹要内爆压缩钚弹芯,基本的一系列重量是不能减少的,当量降低到一定程度,重量就难以继续减轻了。所以,如果能提高初级的比威力,中子弹的特性就可以增强。所以中子弹的初级必须采用助爆技术,使用更多的助爆材料(特别是),当然也需要提高常规炸药的爆轰效率。但是没有必要增加钚的用量。所以中子弹意味着研制一种低当量的高比威力扳机,还有相对来说比较薄的次级。
中子弹的效应,并不简单的意味着中子流的杀伤半径简单的大于热辐射和冲击波的杀伤半径,否则任何两千吨当量以下的核武器都可以叫“中子弹”,甚至包括纯裂变武器。中子弹的关键是使用运用聚变中子,聚变中子的能量要比裂变武器的中子高一个数量级,高能中子有更长的寿命和更大的穿透距离,其杀伤效果比同当量的纯裂变武器高的多。W-79八英寸中子炮弹(当量2千吨左右)能量释放分布70-75%聚变25-30%裂变,而同当量的纯裂变弹能量释放分布是34%冲击波+22%热辐射+40%早期核辐射+4%放射性沉降,早期核辐射能量比同当量纯裂变弹大10倍。但是中子弹初级的估计要比氢弹更大一些,美国B61核航弹推测的非气体助爆初级的最低当量在300吨当量左右,而根据典型中子弹的分析,中子弹的初级在500吨左右。W-70长矛导弹的中子弹头(两个当量:大大低于1千吨、略高于1千吨)60%聚变+40%裂变,W-79八英寸中子炮弹(两个当量:大大低于1千吨、1千吨)50%聚变+50%裂变。 [3] 

钴弹对钴弹的思考

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核武器本质上仍然只用于末日的毁灭,即使是战术核武器也只会在战略核弹的蘑菇云升起之后才会被用来对抗装甲铁流或者航母舰队。对于弹道导弹而且核武器的比威力要进一步的提高,并且对形状进行优化以适应再入载具的头锥。还要考虑到核弹头的反导导弹的拦截,针对电磁脉冲和中子进行加固。最典型的小型化技术,就是美国当年的考克斯报告里污蔑中国偷的那种,非球对称气体助爆初级。
中国核武器由于国力的限制,采取了限制发展种类的方法来保证技术发展,避免技术上的重复与浪费,就技术而言并不落后与美国,中国甚至帮助法国进行过次临界流体力学试验。利用了五大常任理事国里头最少的核试验保证核技术上的紧跟甚至现在并驾齐驱,这是值得我们自豪的。
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参考资料
  • 1.    99 The 50th anniversary of the cobalt 60 bomb: A canadian contribution to the war on cancer Radiotherapy and Oncology 2002-06-15
  • 2.    核弹和贫铀弹的环境污染(综述) 潘本兴; 叶锦韶 暨南大学学报(自然科学与医学版) 2003-02-28
  • 3.    钴弹引起的大较量 张华祝 国外科技动态 2003-08-15