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钴弹

钴弹

钴弹（cobalt bomb）设想中的核武器，原理是在原子弹或氢弹外面包上一层钴59物质，利用核爆炸时释放出的中子作用而形成钴60，造成强烈的放射性沾染。被称为世界末日装置( doomsday device)。

钴弹由物理学家利奥·西拉德在1950年提出，氢弹爆炸会促使钴元素产生辐射，并将其吹入平流层。那人类灭绝的概率会陡升。

截至目前，钴弹的研制处于概念阶段，尚未有国家研发出。在生活中，钴60放射源的应用广泛，在农业上、在工业上、医学上都有涉及。

发展历程

时代背景

美国是制造和使用核弹的始作俑者，最初具有核垄断的绝对优势。但是，1949年8月29日，苏联成功爆炸第一颗原子弹，结束了美国的垄断地位。当时，约瑟夫·斯大林说：“从此不会有战争了。”的确，第二次世界大战之后美苏两国没有发生直接战争。但是，核战争的阴霾却一直笼罩着世界。即便是苏联解体之后，美俄双方也没有因为世界形势的缓和而放弃各自的核威慑战略。尤其是美国，始终把核威慑战略作为维护美国所谓的国家利益和世界和平的重要手段。

在核实力的对比中，美国拥有相对于被威慑对象的优势，对无核国家威慑时更是形成了一边倒的绝对优势。

概念提出

1950年，物理学家利奥·西拉德提出，世界末日装置能够杀死地球上的所有人。因为氢弹爆炸会促使钴元素产生辐射，并将其吹入平流层。钴元素辐射5年的半衰期长短合适，长到足以遍布全世界，尤其是当两个相同的世界末日装置被放置在相对的半球时，但又短到足以造成致命的辐射伤害。

在1960年，兰德公司(RAND)战略家赫曼·卡恩( Herman Kahn)提出了再次提出“世界末日装置”这个概念，因斯坦利·库布里克的电影《奇爱博士》而得到了广泛传播。世界末日装置将“确保互相摧毁范式发挥到了极致。

媒体报道显示，如今有人正在制造第一颗钴弹。如果再加入一些会使平流层注入更多气溶胶的炸弹来加剧核冬天，那人类灭绝的概率就会陡升。

技术特点

产物特征

钴的英文名称钴，源于德语，是妖魔的意思。钴的一种放射性同位素，简写为60Co，属高毒性核素，对人的全身有影响，对人体的有效半减期为9.5天。

钴60核素是质子数为27、质量数为60的一类原子，它是由质子数为27、质量数为59 的 59Co核素放入核反应堆中，经强中子流辐照使其原子核捕获一个中子而生成的。其中，59Co 核素是没有放射性的稳定原子，但它吸收了一个中子后便形成了不稳定的 60Co 核素，后者会发生 β 衰

变放出一系列不同能量的 β 射线，然后再发生 γ 衰变放出 1.17 MeV 和 1.33 MeV 两种不同能量的

γ 射线，最终生成稳定的无放射性核素 60Ni (式 2)。

制作方式

钴60常常是以放射源形式应用的。钴60放射源的制备工艺过程先将金属钴加工成棒、丝、粒或团片，再镀保护；随后进行一系列处理以及焊封等操作；最后进行质量检验，不漏气，表面放射性污染应小于1.85×103贝可。

半衰期

钴60核素衰变反应的半衰期为 5.27 年，也就是平均每月减少约 1%。

破坏性

根据相关资料显示，在中子弹的外层裹上一层钴59物质便能成功制造出可怕的钴弹，这也就是钴弹的制造原理。钴弹需要在平流层进行引爆，之后中子弹将会在爆发瞬间把中子打向钴59，让其转变为钴60。最终对人类社会造成恐怖破坏的正是钴60，穿过平流层的它将会散布在地球整个大气层中，并在衰变过程中散发极具破坏性的射线，导致地球生物有消亡风险。

钴60产生的核辐射可分为带电粒子和非带电粒子，常见的核辐射有 α 射线、β 射线和 γ 射线。其中，α 射线是由高速运动的粒子流形成，而 β 射线是由高速运动的电子流形成。γ 射线与上述两种射线不同，它是一种能量最大、频率最高和波长最短的电磁波(表 1)。相比于 α 和 β 射线，γ 射线具有极强的穿透性。射线可被薄的织物甚至纸片阻挡，β 射线虽能够穿透织物但可被铝板阻挡，而 γ 射线能穿透织物、铝板及一般厚度的混凝土墙，只有铅板才能够有效地将其阻挡。

γ 射线对人体有很强的损伤作用，它会电离或激发人体内的生物大分子(如核酸、蛋白质)，使之性质发生改变，从而导致相应的细胞功能及代谢亦遭受破坏。在 γ 射线辐射下，人体的脱氧核糖核酸链的复制会受到阻碍甚至发生断裂，同时人体内的大量水分子会发生电离或激发产生∙OH 和∙H 等自由基继而攻击体内的生物大分子。在涉及 γ 射线的场合中必须做好安全防护措施，比如用铅板、铅罐和铅衣等作为防护用具。

此外，空爆时火球不触地，爆区不会有大量裂变物混入地面熔渣形成严重沾染。中比高以上的核爆，尘柱与烟云相接时，烟云中的裂变物已经凝结成微小的放射性颗粒，不会和地面物质相粘连，由于放射性颗粒小，所以不会很快沉降形成爆区沾染。空爆造成的地面辐射比地爆小几百倍，甚至几千倍。由于地面辐射以中子流引起感生放射性为主，而中子流各向同性，且强度随距离衰减，所以空爆区地面沾染(等辐射水平线图)基本上为几个同心圆组成。小比高空爆，也会向爆区下风方向产生沉降。

工程应用

武器

截至2023年，钴弹的研制仍处于概念阶段，尚未有国家研发出其实体。

生活应用

钴60 放射源的应用非常广泛，几乎遍及各行各业，在农业上，常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食品辐照保藏与保鲜等；在工业上，常用于无损探伤、辐射消毒、辐射加工、辐射处理废物，以及用于厚度、密度、物位的测定和在线自动控制等；在医学上，常用于癌和肿瘤的放射治疗。

防护措施

钴60是强伽马源，可用来治疗癌症，一般在工业上普遍用作检测厚钢里的裂纹、气孔等，是一种无损探伤手段，工人们操作时都要穿上防护服，如果万一不慎遭受辐射，会有致命危险。在使用钴60作为放射源时，由于钨合金屏蔽件高密度，高辐射屏蔽性，其材料兼具无毒环保性常被应用于制造钴60钨辐射屏蔽件，使其产生的强辐射不会危害到人体及环境。钨合金是用来做钴60辐射屏蔽件的材料。