钴弹

设想中的核武器

钴弹，是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，使其变成钴60，钴60在平流层弥散至整个地球大气层。钴60衰变产生的射线会破坏生物DNA。这种炸弹的辐射更加严重，还会产生更加强烈的伽马射线。

钴元素

钴59：氢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（60Co）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。

基本概念

钴弹是一种特殊的核武器，它的设计目的是产生大量的放射性尘埃，从而污染广大的地区，并造成长期的辐射伤害。

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。　

原理

将一定数量普通的钴（59Co）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1.17-1.33MeV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。

相关区分

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。

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。

性质

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。

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。

优势

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（特别是氚），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。

危害

钴60是一种高度放射性的同位素，它可以发出伽马射线和贝塔粒子。伽马射线是一种穿透力极强的电磁辐射，它可以穿透人体和大多数物质，并对生物组织造成严重损伤。贝塔粒子是一种高速运动的电子或正电子，它可以与原子核发生反应，并释放更多能量。

钴60对人体和环境有很长时间的影响。它的半衰期（即衰减到原来一半所需时间）约为5.27年。这意味着，在爆炸后至少需要几十年才能消除其辐射效应。而且，如果爆炸发生在平流层（约10-50公里高度），那么钴60将随着风向和气流分布到全球各地，并降落到地面或水面上。

根据科学家们的计算，如果使用100兆吨当量（相当于20亿颗广岛原子弹）的钴盐化氢弹，并将其分散到全球各地爆炸，那么可能会产生足够多的钴60来杀死所有陆地上和海洋表面上的生物。

这种情况下，地球将变成一个无人区，只有一些能耐受高辐射的微生物或昆虫可能存活下来。但是，这种情况非常不现实，因为制造和运输如此大规模的“钴弹”需要巨大的资源和技术，并且很容易被发现和阻止。

更可能的情况是，钴弹被用作一种威慑性或报复性的武器，用来对付某个国家或地区。例如，如果一个国家拥有几枚钴弹，并威胁要对敌对国家进行核打击，那么敌对国家就会面临一个艰难的选择：要么屈服于威胁，要么承受灭顶之灾。或者，如果一个国家遭到了核攻击，并决定以牙还牙，那么它就可以使用钴弹来造成更大的伤害，并让敌人付出更惨重的代价。

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