ŠPINAVÁ BOMBA

Dirty bomb

Jaroslava Kaňková

Jihočeská univerzita České Budějovice, Zdravotně sociální fakulta

Špinavá bomba není jaderná zbraň, ale konvenční bomba s explozivní náplní obsahující radioaktivní materál. Nemá destruktivní sílu jaderné pumy a při jejím výbuchu se nejedná o jadernou explozi. Špinavé bomby mohou obsahovat radioaktivní materiály jako např. cesium (Cs137) nebo jiné radioaktivní prvky. Taková bomba může rozptýlit radioaktivní materiál na velké ploše a způsobit tak onemocnění nebo smrt.

A "dirty bomb" is a conventional explosive packed with radioactive material, not a nuclear, bomb. It does not have the destructive power of a nuclear bomb and does not involve a nuclear explosion. Dirty bombs could contain radiological materials such as radioactive cesium (Cs137) or other radioactive elements. Such a bomb could spread radiation over a wide area causing illness and even death.

ÚVOD

V dnešní době představují radiační zbraně velké riziko pro civilní obyvatelstvo. Teroristické skupiny je mohou zneužít pro svůj útok, je to pro ně levný a konstrukčně jednoduchý prostředek (Dalton 2002; Zink 2003). Doposud bylo vynaloženo mnoho prostředků na to, aby se teroristé nemohli zmocnit nukleární zbraně, a poněkud byla opomíjena závažnost útoku tzv. špinavou bombou (Bunn, Braun 2003). Nejedná se o žádnou vědeckou novinku, protože úvahy o jejím využití se objevují již od počátku jaderného věku. Na druhou stranu někteří odborníci varují před přehnanou panikou a odůvodňují to tím, že existence reálné hrozby pomocí těchto zbraní nebyla dosud prokázána (Ring 2004). Kdo tedy má pravdu? Tento článek je určen všem kdo se chtějí poučit o tom co je „špinavá bomba“ a dozvědět se něco možnostech jejího zneužití.

CO VLASTNĚ JE ŠPINAVÁ BOMBA?

Špinavou bombou se myslí určité množství méněcenného radioaktivního materiálu smíchaného s konvenční průmyslovou trhavinou (Willis, Coleman 2003). Radiologické zbraně se zařazují mezi zbraně hromadného ničení, do podskupiny jaderných zbraní. Ačkoliv název „špinavá bomba“ implikuje výbuch, nelze tuto zbraň řadit do skupiny výbušných jaderných zbraní (tam patří: atomové, vodíkové – termonukleární a neutronové bomby). Špinavá bomba využívá nálože s konvenční náplní (např. trinitrotoluenem) k rozptýlení radioaktivních materiálů a ve srovnání s výbušnými jadernými zbraněmi je její bezprostřední ničivý účinek zanedbatelný. Při jejím odpálení tedy nedochází k žádnému obrovskému výbuchu. Její princip tkví v zamoření prostoru exploze a vzniku radioaktivního mraku, který se rychle šíří v závislosti na síle větru, přičemž následný spad radioaktivních částic zamořuje další a další území (Fox, Medina 2005). To se pak stává nebezpečným pro další pobyt v něm, z důvodu nemocí z ozáření a dlouhodobě vzniku rakoviny. Zamořenou oblast je pak nutné dekontaminovat a to je velmi složité (Elcock et al. 2004). Radiologický spad se totiž dokáže dobře vázat s půdou či dokonce s betonem. Asi jedinou efektivní metodou by bylo danou oblast opustit, nebo zbourat, vybagrovat půdu do hloubky 0,5m a veškerou suť odvézt a zakonzervovat jako radiologický materiál. Ztráty na životech by byly nízké, ale totéž nelze říct o škodách materiálních a ekonomických, nehledě na paniku, kterou by takovýto úder vyvolal.

JAKÝ ÚČINEK MÁ ŠPINAVÁ BOMBA?

k žádnému ateriálu smíchaného s konvenční lmocí zřejmě vystaveni značnému ží vyrábět. na možno

Účinek špinavé bomby (kromě psychologických aspektů) spočívá v zamoření určitého území radioaktivním zářením, přičemž nejčastěji diskutovanými materiály pro tento účel jsou gama záření produkující ⁶⁰Co, ¹³⁷Cs, ¹⁹²Ir nebo částice alfa vysílající ²⁴¹Am a ²³⁸Pu (Van Moore 2004). V úvahu přichází i ⁹⁰Sr (Reshetin 2005). Nejdůležitější pro výrazný efekt této bomby je vytvoření technického zařízení, schopného vytvořit radioaktivní mrak distribuující záření na širokém prostoru (Sohier, Hardeman 2006). Nejvhodnější je aerosol. V období studené války se při ověřování možnosti výroby „špinavých bomb“ používaly zředěné roztoky radioaktivních látek. Nejčastěji byly zkoušeny umělé radioaktivní izotopy, které se získávaly v atomovém reaktoru ozářením určitých stálých prvků. Dnešní teroristé se snaží buď tyto materiály získat v již existující podobě (především ze zdrojů nacházejících se na území bývalého Sovětského svazu), anebo se je snaží vyrábět (Ring 2004; Karam 2005).

NĚKTERÉ RADIOAKTIVNÍ PRVKY POUŽITELNÉ K VÝROBĚ ŠPINAVÉ BOMBY

Plutonium (Pu)

Plutonium je těžký, silně radioaktivní a toxický kov. Je to uměle vytvořený chemický prvek, který se v přírodě nevyskytuje. Získává se z vyhořelého jaderného paliva, ve kterém vzniká radioaktivní přeměnou z přírodního uranu. Plutonium se využívá k výrobě atomové bomby, nebo ho lze využít k výrobě jaderného paliva, pro zvláštní druh jaderného reaktoru.

Americium (Am)

Je to uměle připravený kovový prvek ze skupiny. transuranů. Americium bylo poprvé vyrobeno v roce 1944. Vyrobila ho skupina vědců, v jejímž čele stál Glenn T. Seaborg. Nově vzniklý prvek byl tehdy pojmenován po jméně světadílu, na kterém vznikl. Americium vzniká ozařováním plutonia 239 neutrony. Kovové americium se připravuje redukcí fluoridu americitého (AmF₃) parami barya. Americium je stříbřitě bílý kujný kov. Tvoří několik izotopů. Všechny izotopy Am jsou radioaktivní. Nejstálejším z nich je ²⁴³Am s poločasem přeměny 7000 let. Americium je nebezpečný prvek, protože je vysoce radioaktivní a může se hromadit v kostní tkáni. Používá se jako složka přesných měřících přístrojů a jako složka detektorů kouře. V lékařství se využívá při léčbě nádorů štítné žlázy.

Cesium (Cs)

Cesium je prvkem z řady alkalických kovů, vyznačuje se velkou reaktivitou a mimořádně nízkým redox-potenciálem. Cesium je měkký, lehký a stříbrolesklý kov, který mimořádně rychle reaguje s kyslíkem i vodou a v přírodě se s ním proto setkáváme pouze ve formě sloučenin. Elementární kovové cesium lze dlouhodobě uchovávat pod vrstvou alifatických uhlovodíků jako petrolej nebo nafta, s kterými nereaguje. Soli cesia barví plamen fialově. Cesium bylo objeveno roku 1860 německým chemikem Robertem W. Bunsenem a německým fyzikem Gustavem R. Kirchhoffem za použití jimi objevené spektrální analýzy. Díky jeho velké reaktivitě se v přírodě setkáváme pouze se sloučeninami cesia a to pouze v mocenství Cs⁺. Cesium se vyskytuje pouze vzácně jak na Zemi tak i ve vesmíru. Elementární cesium se vyrábí elektrolýzou roztaveného chloridu cesného (CsCl) na železné anodě. Na grafitové katodě přitom vzniká plynný chlor. Vzhledem ke své mimořádné nestálosti a reaktivitě má kovové cesium jen minimální praktické využití. Jeho nízký ionizační potenciál dává možnost jeho uplatnění ve fotočláncích, sloužících pro přímou přeměnu světelné energie v elektrickou. Zároveň je proto perspektivním médiem pro iontové motory, jako pohonné jednotky kosmických plavidel. Při výrobě katodových trubic, pracujících s nízkotlakou náplní inertního plynu, používá se cesia jako getru, tj. látky sloužící k zachycení a odstranění posledních zbytků reaktivních přimíšených plynů.

Kobalt (Co)

Kobalt je namodralý, feromagnetický, tvrdý kov. Používá se v metalurgii pro zlepšování vlastností slitin při barvení skla a keramiky a je důležitý i biologicky. Objevil jej roku 1735 chemik George Brandt. Ozářením stabilního izotopu kobaltu ⁵⁹Co energetickými neutrony (např. v jaderném reaktoru) vzniká nestabilní ⁶⁰Co. Tento radioizotop se rozpadá s poločasem přibližně 5 let za uvolňování silného gama-záření. Protože ⁶⁰Co lze poměrně snadno připravit a manipulace s ním není obtížná, využívá se v medicíně jako zdroj gama-paprsků pro ozařování rakovinných nádorů a dalších tkání. Přístroj pro ozařování se nazývá kobaltové dělo a jeho podstatou je silná olověná ochranná schránka válcovitého tvaru, která propouští potřebné gama-záření pouze v úzkém paprsku určeným směrem. Izotop ⁶⁰Co je využíván i v defektoskopii pro vyhledáváni vnitřních skrytých vad materiálů. Uvolněným zářením jsou prozařovány kovové součásti důležitých aparatur – zařízení pro jaderný průmysl, chemické reaktory pro vysoké tlaky, části kosmických raket apod. Citlivý detektor snímá množství gama paprsků, které materiálem projdou a výskyt vady (trhliny, chybného svaru) se projeví změnou intenzity měřeného záření. Ozařování gama-paprsky slouží i k likvidaci hub, plísní a dřevokazného hmyzu v historicky cenných dřevěných předmětech, které není možno ošetřit klasickými chemickými přípravky kvůli zachování jejich vzhledu.

Stroncium (Sr)

Poměrně měkký, lehký kov , který bouřlivě reaguje s kyslíkem i vodou a v přírodě se s ním proto setkáváme pouze ve formě sloučenin. Reaktivita stroncia je natolik vysoká, že může být dlouhodobě uchováváno pouze pod vrstvou alifatických uhlovodíků (petrolej, nafta) s nimiž nereaguje. Na vzduchu se okamžitě pokrývá vrstvou nažloutlého oxidu, práškové stroncium je na vzduchu schopno samovolného vznícení. Soli stroncia barví plamen karmínově červeně. Bylo objeveno roku 1790 Adairem Crawfordem. Čisté kovové stroncium poprvé izoloval sir Humphry Davy v roce 1808 pomocí elektrolýzy. Běžné izotopy stroncia se v živých organizmech chovají podobně jako atomy vápníku a jsou tedy naprosto neškodné. Zdravotní rizika spojená se stronciem jsou spojena s radioaktivním izotopem ⁹⁰Sr, který vzniká při radioaktivním rozpadu uranu, tedy při výbuchu atomové bomby i v jaderných reaktorech. Izotop ⁹⁰Sr je poměrně silný beta zářič s poločasem rozpadu 29,1 let. Pokud se dostane do živého organizmu, může se zabudovat do kostní tkáně a je potenciálním zdrojem vzniku rakovinného bujení. Při objektivním hodnocení jeho skutečné rizikovosti je nutno posoudit poměr výskytu uvedeného izotopu k ostatním podobným atomům (vápník, baryum, neškodné izotopy stroncia) a pravděpodobností vyzáření beta částice (elektron) a následným spuštěním rakovinného bujení právě sledovaným izotopem ⁹⁰Sr.

Uran (U)

Uran je radioaktivní chemický prvek, kov, patří mezi aktinoidy. Prvek objevil v roce 1789 Martin Heinrich Klaproth, v čisté formě byl uran izolován 1841 Eugene-Melchior Peligotem.

Prvek byl pojmenován podle tehdy nově objevené planety Uran, která byla pojmenována podle boha Uranos v řecké mytologii. V roce 1896 zjistil Henri Becquerel, že uran je radioaktivní a – pokud nepočítáme objev rentgenových paprsků krátce předtím – vlastně tím radioaktivitu objevil. Pro účely jaderného průmyslu se začal uran využívat až během (resp. po) druhé světové války.

První umělá jaderná řetězová reakce byla spuštěna 2. prosince 1942 italským fyzikem E. Fermim na hřišti Chicagské univerzity. Prostřednictvím jaderného reaktoru (FBR1) byl poprvé vyroben proud 20. prosince 1951, první jaderná elektrárna byla zprovozněna v roce 1954 v SSSR. V přírodě se uran vyskytuje ve formě směsi izotopů označovaných jako ²³⁸U (99,276 %) a ²³⁵U (0,718 %) a jen ve velmi malé míře ²³⁴U (0,004 %). Dnes se po tzv. obohacení uranu (zvýšení koncentrace izotopu ²³⁵U) používá jako palivo v jaderných reaktorech nebo jako náplň jaderných bomb. Pro využití uranu jako jaderného paliva je nutné zvýšit koncentraci izotopu ²³⁵U z 0,72 % většinou na 2–4 %. Pro použití v jaderné bombě je koncentraci třeba zvýšit na hodnotu okolo 50 %. Jako jaderné palivo se dá v tzv. těžkovodních reaktorech využít rovněž ²³⁸U, je to však mnohem náročnější, proto se tato možnost zatím v praxi příliš nevyužívá. Nadkriticky štěpitelný je rovněž ²³⁴U. Z izotopu ²³⁸U se v rychlých množivých reaktorech dá vyrábět plutonium, jež také může sloužit jako jaderné palivo nebo náplň atomových bomb, tento postup se však zatím příliš nepoužívá kvůli vysokým investičním nákladům a vyšší technologické náročnosti. Jako odpad po obohacování uranu zbude tzv. ochuzený uran – ochuzený proto, že byl zbaven podstatné části izotopu ²³⁵U. Ochuzený uran je pro svou vysokou hustotu využíván všude tam, kde je žádoucí vysoká hmotnost (vyvážení, nutnost dosáhnout vysoké kinetické energie při malém objemu).

Využívá se vedle wolframu pro výrobu protipancéřových projektilů (tzv. šípové, přesněji podkaliberní střely – průměr střely je menší než průměr hlavně, ze které je vystřelena). Působí zde sice především vysoká kinetická energie střely, účinek však zesiluje i to, že po průniku projektilu za pancíř se tlakem a třením rozžhavené částice uranu vznítí, což zvyšuje ničivý účinek uvnitř obrněného prostoru. K dosažení tohoto efektu se střela musí pohybovat rychlostí zvuku. Jako vedlejší produkt použití těchto střel může dojít k radioaktivnímu zamoření, míra jeho neškodnosti nebo škodlivosti není dosud dořešena. Velkou roli přitom hraje sice nízká radioaktivita ochuzeného uranu, ale jeho velké rozptýlení v prostředí a možnost dostat se přímo do těla živých organizmů (potravou, pitím nebo vdechnutím). Tyto střely byly použity spojenci v Iráku v roce 1992, v Kosovu v roce 1999 a pravděpodobně rovněž v Afghánistánu v roce 2001.

Účinky špinavé bomby

Účinky závisí na druhu, době a intenzitě záření, a také na množství použitého materiálu. Dalšími faktory které mají vliv na účinek špinavé bomby jsou hustota obyvatelstva v oblasti nasazení, povětrnostní podmínky během a po výbuchu (déšť, směr a síla větru apod.) či stavební materiály používané v oblasti – některé radioaktivní substance se chemicky spojují s materiály jako beton, sklo či asfalt). Největší škody by špinavá bomba udělala v městské zástavbě (Anderson 2006). Časopis Scientific American v listopadu 2002 uvažoval o následcích explozivního použití Cesia 137 s aktivitou 1,3 x 10¹⁴ becquerelů (což je materiál, který by si teroristé mohli obstarat v bývalém SSSR) jihovýchodně od Manhattanu. Katastrofa by byla menší než v případě Černobylu, přesto by území 800 km² bylo zamořeno více, než připouštějí normy. Na území zhruba dvaceti ulic by obyvatelé byli po třicet let vystaveni zvýšenému riziku rakoviny. Areál asi 15 km² by musel být podle doporučení Mezinárodní komise radiologické ochrany (International Commision on Radiological Protection) evakuován. Dokonce i kdyby povolené standardy klesly na úroveň užívanou v okolí Černobylu, bylo by stále sto domovních bloků neobyvatelných. Materiální škody by dosahovaly miliard amerických dolarů, přičemž pro dekontaminaci takto velkého území v hustě obydleném městě by neexistoval precedens. Zkušenosti by mohly být čerpány pouze z relativně malých dekontaminací firemních prostor a ze studií prováděných v období studené války o následcích atomové války, případně ze soudobých cvičení armád a jednotek civilní ochrany.

Má někdo špinavou bombu?

Předpokládá se, že snadná příprava špinavé bomby a dostupnost radioaktivních materiálům které by se daly využít, může lákat řadu teroristických seskupení k jejímu použití (Branscomb 2004). Jednoznačné důkazy, že by některá teroristická skupina měla či má špinavou bombu, ale chybí.

Platí to i pro stále nejnebezpečnější islamistickou síť Al-Kajda, které však začínají v rizikovosti konkurovat i další organizace. V květnu 2002 byl v USA zadržen americký občan José Padilla, který konvertoval k islámu a přijal jméno Abdullah al Muhajir. Měl mít velmi úzké vazby na Al-Kajdu a plánovat útok špinavou bombou na americkém území. I podle amerických vyšetřovatelů však nebyl ve fázi, kdy by měl určen konkrétní cíl; byl pouze vyškolen v Pákistánu pro zacházení s výbušninami a zřejmě se pokoušel na území bývalého SSSR obstarat radioaktivní materiály. Plány na špinavou bombu byly zajištěny i při několika akcích proti bin Ládinově síti, přičemž zřejmě nejdále v jejím vývoji byly složky v Afghánistánu.

Po americkém upozornění byl v červnu 2003 v Thajsku zadržen místní občan Naron Penanam, který se pokoušel propašovat z Laosu 30 kg Cesia 137 (materiál měl ale zřejmě ruský původ). V témže týdnu byli v Bangkoku zatčeni příslušníci organizace Džamaa Islámíja, která bojuje za vytvoření fundamentalistického muslimského státu v jihovýchodní Asii a je odpovědná za teroristické útoky na Bali 12. 10. 2002, a která plánovala útoky proti velvyslanectvím a místům navštěvovaným turisty a především proti zasedání summitu Rady pro ekonomickou spolupráci Asie a Tichomoří (ve dnech 20. - 21. 10. 2003 se jej měl zúčastnit i americký prezident George Bush).

Na možné vlastnictví špinavé bomby čečenskými teroristy upozorňují hlavně ruské úřady. Už během první války v Čečensku v roce 1995 byl v moskevském parku objeven kontejner s radioaktivním materiálem Cesium 137, který tam měl údajně zakopat jeden z čečenských polních velitelů Šamil Basajev. Radioaktivita tohoto materiálu však byla nízká a neohrozila lidské zdraví. Obavy, že alespoň některé z řady ztrát a krádeží radioaktivních materiálů na ruském a post-sovětském území mají na svědomí Čečenci, však přetrvává. Kromě možnosti použití špinavých bomb proti ruským cílům a zmíněnému předání radioaktivních materiálů celosvětovým islamistickým sítím je problematický i případný ilegální obchod s těmito materiály, realizovaný vlivným čečenským (či jiným kavkazským) organizovaným zločinem.

Komponenty k výrobě alespoň minimálně účinné špinavé bomby mohou mít některé státy, přičemž zdrojem materiálu mohou být jaderné reaktory, a to včetně reaktorů v jaderných elektrárnách (Edwards 2002). Je však sporné, zda by byly ochotny špinavou bombu použít či ji předat teroristům, protože by se tím vystavily hrozbě odvety ze strany USA. Každopádně státem, který v poslední době deklaroval vlastnictví špinavých bomb a od nějž pochází vysoké riziko jejich použití při případném napadení, je Korejská lidově demokratická republika. Ta navíc disponuje i velmi důležitým prostředkem k zasažení cíle. Jsou jimi různé typy balistických raket včetně Teapodong-1 s doletem až 2 500 km (která byla testována v srpnu 1998) a plánované třístupňové rakety Taepodong-2 s doletem kolem 15 000 km (která budí největší obavy USA).

Obrana proti špinavé bombě

Existují tři metody, jejichž vzájemným skloubením se dá úderu špinavou bombou předejít. Takovýto útok může být namířen proti jakékoli zemi a tudíž je nutná mezinárodní spolupráce.

1) Snížit přístup k radioaktivním materiálům

Tato metoda zahrnuje zvýšení bezpečnostních opatření u zařízení, která uchovávají radioaktivní materiál. Dále státní podporu programů pro přeměnu a skladování těchto materiálů; časté kontroly a inspekce zařízení, která s materiály pracují; dotování výzkumu zaměřeného na alternativní prostředky, jež by mohly radioaktivní materiál nahradit.

2. Včasná detekce

Systémy pro včasnou detekci by měly být nainstalovány v dopravních uzlech, na letištích, v přístavech, tunelech, na nádražích, v metrech, samozřejmě v okolí státních institucí a na dalších zranitelných místech. Takové senzory by byly propojeny s centrálou, která by v reálném čase dostávala informace a byla by tak schopna včas adekvátně reagovat.

3. Schopnost okamžitého a účinného zásahu

Pokud by přes všechna bezpečnostní opatření došlo k útoku, bylo by nutné co nejrychleji dislokovat krizový tým do dané lokality, změřit intenzitu radioaktivního záření v oblasti exploze, ozářené území okamžitě evakuovat, ošetřit ty, kteří byli poblíž výbuchu a dostali tak vysokou dávku ozáření. Dále bude nezbytné předpovědět směr šíření radioaktivního spadu a evakuovat další oblasti, které by mohly být spadem zamořeny.

LITERATURA

1. ANDERSON K.G.: Radioactive contamination in urban areas. J. Environ. Radioactivity 2006, vol. 85, s. 151-153.
2. BRANSCOMB, L.: Protecting civil society from terrorism: the search for a sustainable strategy. Technol. Soc., 2004, vol. 26, s. 271-285.
3. BUNN, G., BRAUN, C.: Terrorism potential for research reactors compared with power reactors - Nuclear weapons, "dirty bombs," and truck bombs. Amer. Nebav. Sci., 2003, vol. 46, s. 714-726.
4. DALTON, R.: 'Dirty bomb' scare prompts clampdown on lab security. Nature, 2002, vol. 417, s. 776.
5. EDWARDS, R.: Dirty bomb. New Scientist, 2002, vol. 174, s. 42-45.
6. ELCOCK, D., KLEMIC, G.A., TABOAS, A.L.: Establishing remediation levels in response to a radiological dispersal ebeny (or "dirty bomb"). Environ. Sci. Technol., 2004, vol. 38, s. 2505-2512.
7. FOX, G.A., MEDINA, V.F.: Evaluating factors affecting the permeability of emulsions used to stability radioactive contamination from a radiological dispersal device. Environ. Sci. Technol., 2005, vol. 39, s. 3762-3769.
8. KARAM, P.A.: Radiological terrorism. Human Exil. Risk Assessment, 2005, vol. 11, s. 501-523.
9. RESHETIN, V.P.: Estimation of radioactivity levels associated with a Sr-90 dirty bomb event. Atmospher. Environ., 2005, vol. 39, s. 4471-4477.
10. RING, J.P.: Radiation risks and dirty bombs. Health Physics, 2004, vol. 86, Suppl 2, s.:S42-S47.
11. SOHIER, A., HARDEMAN, F.: Radiological Dispersion Devices: are we prepared? J. Environ. Radioactivity, 2006, vol. 85, s. 171-181.
12. VAN MOORE, A.: Radiological and nuclear terrorism: are you prepared? J. Am. Coll. Radiol. 2004, vol. 1, s.54-58.
13. WILLIS, D., COLEMAN, E.A.: The dirty bomb: management of victims of radiological weapons. Medsurg. Nurs., 2003, vol. 12, s.397-401.
14. ZINK, J.C.: Revealing the secrets of the dirty bomb. Power Engineering 2003, vol. 107, s. 24.

Jaroslava Kaňková

Antonína Barcala 26

370 05 Č.Budějovice