Le principe de la bombe à hydrogène est le changement d'hydrogène. "Tsar Bomba" et autres explosions nucléaires célèbres

Notre article est consacré à l'histoire de la création et aux principes généraux de synthèse d'un tel dispositif, parfois appelé hydrogène. Au lieu de libérer de l’énergie explosive en divisant les noyaux d’éléments lourds comme l’uranium, il génère encore plus d’énergie en fusionnant les noyaux d’éléments légers (tels que les isotopes de l’hydrogène) en un seul élément lourd (tel que l’hélium).

Pourquoi la fusion nucléaire est-elle préférable ?

Lors d'une réaction thermonucléaire, qui consiste en la fusion des noyaux des éléments chimiques qui y participent, beaucoup plus d'énergie est générée par unité de masse d'un dispositif physique que dans une bombe atomique pure mettant en œuvre une réaction de fission nucléaire.

Dans une bombe atomique, le combustible nucléaire fissile, sous l'influence de l'énergie de détonation d'explosifs conventionnels, se combine rapidement dans un petit volume sphérique, où sa masse dite critique est créée, et la réaction de fission commence. Dans ce cas, de nombreux neutrons libérés par les noyaux fissiles provoqueront la fission d'autres noyaux dans la masse de combustible, qui libéreront également des neutrons supplémentaires, conduisant à une réaction en chaîne. Il ne couvre pas plus de 20 % du carburant avant que la bombe n'explose, ou peut-être bien moins si les conditions ne sont pas idéales : comme dans les bombes atomiques Little Kid larguées sur Hiroshima et Fat Man qui ont frappé Nagasaki, l'efficacité (si un tel terme peut être utilisé) qui leur sont appliquées) s'appliquent) n'étaient respectivement que de 1,38 % et 13 %.

La fusion (ou fusion) des noyaux couvre toute la masse de la charge de la bombe et dure aussi longtemps que les neutrons peuvent trouver du combustible thermonucléaire qui n'a pas encore réagi. La masse et la puissance explosive d’une telle bombe sont donc théoriquement illimitées. Une telle fusion peut théoriquement se poursuivre indéfiniment. En effet, la bombe thermonucléaire est l’un des dispositifs apocalyptiques potentiels qui pourraient détruire toute vie humaine.

Qu'est-ce qu'une réaction de fusion nucléaire ?

Le combustible pour la réaction de fusion thermonucléaire est l'isotope de l'hydrogène, le deutérium ou le tritium. Le premier diffère de l'hydrogène ordinaire en ce que son noyau, en plus d'un proton, contient également un neutron, et le noyau de tritium possède déjà deux neutrons. Dans l'eau naturelle, il y a un atome de deutérium pour 7 000 atomes d'hydrogène, mais en fonction de sa quantité. contenue dans un verre d'eau, à la suite d'une réaction thermonucléaire, on peut obtenir la même quantité de chaleur qu'en brûlant 200 litres d'essence. Lors d'une réunion avec des hommes politiques en 1946, le père de la bombe à hydrogène américaine, Edward Teller, a souligné que le deutérium fournit plus d'énergie par gramme de poids que l'uranium ou le plutonium, mais coûte vingt cents par gramme, contre plusieurs centaines de dollars par gramme de combustible de fission. Le tritium n'existe pas du tout dans la nature à l'état libre, il est donc beaucoup plus cher que le deutérium, avec un prix de marché de plusieurs dizaines de milliers de dollars par gramme, mais la plus grande quantité d'énergie est libérée précisément dans la réaction de fusion du deutérium. et les noyaux de tritium, dans lesquels le noyau d'un atome d'hélium se forme et libère des neutrons emportant un excès d'énergie de 17,59 MeV.

D + T → 4 He + n + 17,59 MeV.

Cette réaction est schématisée dans la figure ci-dessous.

Est-ce beaucoup ou un peu ? Comme vous le savez, tout s’apprend par comparaison. Ainsi, l'énergie de 1 MeV est environ 2,3 millions de fois supérieure à celle libérée lors de la combustion de 1 kg de pétrole. Par conséquent, la fusion de seulement deux noyaux de deutérium et de tritium libère autant d'énergie que celle libérée lors de la combustion de 2,3∙10 6 ∙17,59 = 40,5∙10 6 kg de pétrole. Mais nous ne parlons que de deux atomes. Vous pouvez imaginer à quel point les enjeux étaient importants dans la seconde moitié des années 40 du siècle dernier, lorsque les travaux ont commencé aux États-Unis et en URSS, qui ont abouti à une bombe thermonucléaire.

Comment tout a commencé

Dès l'été 1942, au début du projet de bombe atomique aux États-Unis (le projet Manhattan) et plus tard dans le cadre d'un programme soviétique similaire, bien avant la construction d'une bombe basée sur la fission de noyaux d'uranium, l'attention des Certains participants à ces programmes ont été attirés par cet appareil, qui peut utiliser une réaction de fusion nucléaire beaucoup plus puissante. Aux États-Unis, Edward Teller, mentionné ci-dessus, était un partisan de cette approche, et même, pourrait-on dire, son défenseur. En URSS, cette direction a été développée par Andrei Sakharov, futur académicien et dissident.

Pour Teller, sa fascination pour la fusion thermonucléaire au cours des années de création de la bombe atomique n’a pas rendu service. En tant que participant au projet Manhattan, il a constamment appelé à la réorientation des fonds pour mettre en œuvre ses propres idées, dont l'objectif était une bombe à hydrogène et thermonucléaire, ce qui n'a pas plu aux dirigeants et a provoqué des tensions dans les relations. Comme à cette époque la direction de la recherche thermonucléaire n'était pas soutenue, après la création de la bombe atomique, Teller a quitté le projet et a commencé à enseigner ainsi qu'à étudier les particules élémentaires.

Cependant, le déclenchement de la guerre froide, et surtout la création et les essais réussis de la bombe atomique soviétique en 1949, sont devenus une nouvelle opportunité pour l'ardent anticommuniste Teller de concrétiser ses idées scientifiques. Il retourne au laboratoire de Los Alamos, où la bombe atomique a été créée, et commence les calculs avec Stanislav Ulam et Cornelius Everett.

Le principe d'une bombe thermonucléaire

Pour que la réaction de fusion nucléaire puisse commencer, la charge de la bombe doit être instantanément chauffée à une température de 50 millions de degrés. Le système de bombe thermonucléaire proposé par Teller utilise à cet effet l'explosion d'une petite bombe atomique située à l'intérieur du boîtier à hydrogène. On peut affirmer qu'il y a eu trois générations dans le développement de son projet dans les années 40 du siècle dernier :

• La variante de Teller, connue sous le nom de « super classique » ;
• des conceptions plus complexes, mais aussi plus réalistes, de plusieurs sphères concentriques ;
• la version finale de la conception Teller-Ulam, qui constitue la base de tous les systèmes d'armes thermonucléaires en fonctionnement aujourd'hui.

Les bombes thermonucléaires de l'URSS, dont la création a été lancée par Andrei Sakharov, sont passées par des étapes de conception similaires. Apparemment, de manière totalement indépendante et indépendante des Américains (ce qui ne peut pas être dit de la bombe atomique soviétique, créée grâce aux efforts conjoints de scientifiques et d'officiers de renseignement travaillant aux États-Unis), il a parcouru toutes les étapes de conception ci-dessus.

Les deux premières générations avaient la propriété d'avoir une succession de « couches » imbriquées, dont chacune renforçait un aspect de la précédente, et dans certains cas, un retour d'information était établi. Il n’y avait pas de distinction claire entre la bombe atomique primaire et la bombe thermonucléaire secondaire. En revanche, le diagramme de la bombe thermonucléaire Teller-Ulam fait une distinction nette entre une explosion primaire, une explosion secondaire et, si nécessaire, une explosion supplémentaire.

Le dispositif d'une bombe thermonucléaire selon le principe Teller-Ulam

Beaucoup de ses détails restent encore classifiés, mais il est raisonnablement certain que toutes les armes thermonucléaires actuellement disponibles sont basées sur le dispositif créé par Edward Telleros et Stanislaw Ulam, dans lequel une bombe atomique (c'est-à-dire la charge primaire) est utilisée pour générer des radiations, comprime et chauffe le combustible de fusion. Andrei Sakharov, en Union soviétique, a apparemment proposé indépendamment un concept similaire, qu'il a appelé la « troisième idée ».

La structure d'une bombe thermonucléaire dans cette version est représentée schématiquement dans la figure ci-dessous.

Il était de forme cylindrique, avec une bombe atomique primaire à peu près sphérique à une extrémité. La charge thermonucléaire secondaire des premiers échantillons, pas encore industriels, était constituée de deutérium liquide ; un peu plus tard, elle est devenue solide à partir d'un composé chimique appelé deutéride de lithium.

Le fait est que l’industrie utilise depuis longtemps l’hydrure de lithium LiH pour le transport de l’hydrogène sans ballon. Les développeurs de la bombe (cette idée a été utilisée pour la première fois en URSS) ont simplement proposé de prendre son isotope du deutérium au lieu de l'hydrogène ordinaire et de le combiner avec du lithium, car il est beaucoup plus facile de fabriquer une bombe avec une charge thermonucléaire solide.

La forme de la charge secondaire était un cylindre placé dans un conteneur avec une coque en plomb (ou en uranium). Entre les charges se trouve un bouclier de protection neutronique. L'espace entre les parois du conteneur contenant du combustible thermonucléaire et le corps de la bombe est rempli de plastique spécial, généralement de mousse de polystyrène. Le corps de la bombe lui-même est en acier ou en aluminium.

Ces formes ont changé dans les conceptions récentes telles que celle présentée ci-dessous.

Dans celui-ci, la charge primaire est aplatie, comme une pastèque ou un ballon de football américain, et la charge secondaire est sphérique. De telles formes s’intègrent beaucoup plus efficacement dans le volume interne des ogives coniques des missiles.

Séquence d'explosion thermonucléaire

Lorsqu'une bombe atomique primaire explose, dans les premiers instants de ce processus, un puissant rayonnement de rayons X (flux de neutrons) est généré, qui est partiellement bloqué par le bouclier neutronique et est réfléchi par le revêtement intérieur du boîtier entourant la charge secondaire. , de sorte que les rayons X tombent symétriquement sur toute sa longueur

Au cours des premières étapes d'une réaction thermonucléaire, les neutrons d'une explosion atomique sont absorbés par une charge en plastique pour empêcher le combustible de chauffer trop rapidement.

Les rayons X provoquent initialement l'apparition d'une mousse plastique dense qui remplit l'espace entre le boîtier et la charge secondaire, qui se transforme rapidement en un état plasma qui chauffe et comprime la charge secondaire.

De plus, les rayons X évaporent la surface du conteneur entourant la charge secondaire. La substance du récipient, s'évaporant symétriquement par rapport à cette charge, acquiert une certaine impulsion dirigée depuis son axe, et les couches de la charge secondaire, selon la loi de conservation de l'impulsion, reçoivent une impulsion dirigée vers l'axe de l'appareil. Le principe ici est le même que dans une fusée, seulement si vous imaginez que le carburant de la fusée se disperse symétriquement par rapport à son axe et que le corps est comprimé vers l'intérieur.

À la suite d'une telle compression du combustible thermonucléaire, son volume diminue des milliers de fois et la température atteint le niveau auquel commence la réaction de fusion nucléaire. Une bombe thermonucléaire explose. La réaction s'accompagne de la formation de noyaux de tritium, qui fusionnent avec les noyaux de deutérium initialement présents dans la charge secondaire.

Les premières charges secondaires ont été construites autour d'un noyau de plutonium, officieusement appelé « bougie », qui est entré dans une réaction de fission nucléaire, c'est-à-dire qu'une autre explosion atomique supplémentaire a été réalisée afin d'augmenter davantage la température pour assurer le début de la réaction de fusion nucléaire. On pense désormais que des systèmes de compression plus efficaces ont éliminé la « bougie », permettant ainsi une miniaturisation accrue de la conception des bombes.

Opération Lierre

C'est le nom donné aux essais d'armes thermonucléaires américaines effectués aux Îles Marshall en 1952, au cours desquels la première bombe thermonucléaire a explosé. Il s'appelait Ivy Mike et a été construit selon la conception standard Teller-Ulam. Sa charge thermonucléaire secondaire était placée dans un récipient cylindrique, qui était un flacon de Dewar thermiquement isolé contenant du combustible thermonucléaire sous forme de deutérium liquide, le long de l'axe duquel courait une « bougie » de 239-plutonium. Le dewar, quant à lui, était recouvert d'une couche d'uranium 238 pesant plus de 5 tonnes, qui s'est évaporée lors de l'explosion, assurant une compression symétrique du combustible thermonucléaire. Le conteneur contenant les charges primaires et secondaires était logé dans un boîtier en acier de 80 pouces de largeur sur 244 pouces de longueur avec des parois de 10 à 12 pouces d'épaisseur, le plus grand exemple de fer forgé jusqu'à cette époque. La surface intérieure du boîtier était recouverte de feuilles de plomb et de polyéthylène pour réfléchir le rayonnement après l'explosion de la charge primaire et créer un plasma qui chauffe la charge secondaire. L'ensemble de l'appareil pesait 82 tonnes. Une vue de l'appareil peu avant l'explosion est présentée sur la photo ci-dessous.

Le premier essai d'une bombe thermonucléaire a eu lieu le 31 octobre 1952. La puissance de l'explosion était de 10,4 mégatonnes. Attol Eniwetok, où il était produit, a été complètement détruit. Le moment de l'explosion est montré sur la photo ci-dessous.

L'URSS donne une réponse symétrique

Le championnat thermonucléaire américain n'a pas duré longtemps. Le 12 août 1953, sur le site d'essai de Semipalatinsk, la première bombe thermonucléaire soviétique RDS-6, développée sous la direction d'Andrei Sakharov et Yuli Khariton, a été testée. D'après la description ci-dessus, il devient clair que les Américains à Enewetok n'ont pas explosé. la bombe elle-même, comme une sorte de munition prête à l'emploi, mais plutôt comme un appareil de laboratoire, encombrant et très imparfait. Les scientifiques soviétiques, malgré la petite puissance de seulement 400 kg, ont testé une munition entièrement finie avec du combustible thermonucléaire sous forme de deutéride de lithium solide, et non de deutérium liquide, comme les Américains. À propos, il convient de noter que seul l'isotope 6 Li est utilisé dans le deutéride de lithium (cela est dû aux particularités des réactions thermonucléaires) et que dans la nature, il est mélangé à l'isotope 7 Li. Par conséquent, des installations de production spéciales ont été construites pour séparer les isotopes du lithium et sélectionner seulement 6 Li.

Atteindre la limite de puissance

S’ensuit une décennie de course aux armements ininterrompue, au cours de laquelle la puissance des munitions thermonucléaires n’a cessé d’augmenter. Enfin, le 30 octobre 1961, en URSS, au-dessus du site d'essai de Novaya Zemlya, dans les airs à une altitude d'environ 4 km, la bombe thermonucléaire la plus puissante jamais construite et testée, connue en Occident sous le nom de « Tsar Bomba ». », a explosé.

Cette munition à trois étages a en fait été développée comme une bombe de 101,5 mégatonnes, mais la volonté de réduire la contamination radioactive de la zone a contraint les développeurs à abandonner le troisième étage d'une puissance de 50 mégatonnes et à réduire la puissance nominale de l'appareil à 51,5 mégatonnes. . Dans le même temps, la puissance de l'explosion de la charge atomique primaire était de 1,5 mégatonnes et le deuxième étage thermonucléaire était censé en donner 50 autres. La puissance réelle de l'explosion atteignait 58 mégatonnes. sur la photo ci-dessous.

Ses conséquences furent impressionnantes. Malgré la hauteur très importante de l'explosion de 4 000 m, la boule de feu incroyablement brillante avec son bord inférieur a presque atteint la Terre et avec son bord supérieur elle s'est élevée à une hauteur de plus de 4,5 km. La pression en dessous du point d’éclatement était six fois supérieure à la pression maximale de l’explosion d’Hiroshima. L'éclair de lumière était si brillant qu'il était visible à une distance de 1 000 kilomètres, malgré le temps nuageux. L'un des participants au test a vu un éclair lumineux à travers des lunettes noires et a ressenti les effets de l'impulsion thermique même à une distance de 270 km. Une photo du moment de l'explosion est présentée ci-dessous.

Il a été démontré que la puissance d’une charge thermonucléaire n’a vraiment aucune limite. Après tout, il suffisait de terminer la troisième étape et la puissance calculée serait atteinte. Mais il est possible d'augmenter encore le nombre d'étages, puisque le poids du Tsar Bomba ne dépassait pas 27 tonnes. L'apparence de cet appareil est montrée sur la photo ci-dessous.

Après ces essais, il est devenu clair pour de nombreux hommes politiques et militaires, tant en URSS qu’aux États-Unis, que la course aux armements nucléaires avait atteint ses limites et qu’il fallait y mettre un terme.

La Russie moderne a hérité de l’arsenal nucléaire de l’URSS. Aujourd’hui, les bombes thermonucléaires russes continuent de dissuader ceux qui recherchent l’hégémonie mondiale. Espérons qu'ils ne joueront que leur rôle de dissuasion et ne exploseront jamais.

Le soleil comme réacteur à fusion

Il est bien connu que la température du Soleil, ou plus précisément de son noyau, atteignant 15 000 000 °K, est maintenue grâce à l’apparition continue de réactions thermonucléaires. Pourtant, tout ce que l’on a pu tirer du texte précédent témoigne du caractère explosif de tels processus. Alors pourquoi le Soleil n’explose-t-il pas comme une bombe thermonucléaire ?

Le fait est qu'avec une part énorme d'hydrogène dans la masse solaire, qui atteint 71 %, la part de son isotope deutérium, dont les noyaux ne peuvent participer qu'à la réaction de fusion thermonucléaire, est négligeable. Le fait est que les noyaux de deutérium eux-mêmes se forment à la suite de la fusion de deux noyaux d'hydrogène, et pas seulement d'une fusion, mais de la désintégration de l'un des protons en un neutron, un positron et un neutrino (ce qu'on appelle la désintégration bêta), ce qui est un événement rare. Dans ce cas, les noyaux de deutérium résultants sont répartis assez uniformément dans tout le volume du noyau solaire. Par conséquent, avec sa taille et sa masse énormes, des centres individuels et rares de réactions thermonucléaires de puissance relativement faible sont, pour ainsi dire, répartis sur tout son noyau solaire. La chaleur dégagée lors de ces réactions n'est évidemment pas suffisante pour brûler instantanément tout le deutérium du Soleil, mais elle suffit à le chauffer à une température garantissant la vie sur Terre.

Comment les physiciens soviétiques ont fabriqué la bombe à hydrogène, quels sont les avantages et les inconvénients de cette terrible arme, lisez dans la section « Histoire de la science ».

Après la Seconde Guerre mondiale, il était encore impossible de parler de l’avènement réel de la paix : deux grandes puissances mondiales se sont engagées dans une course aux armements. L’une des facettes de ce conflit fut la confrontation entre l’URSS et les États-Unis concernant la création d’armes nucléaires. En 1945, les États-Unis, les premiers à se lancer dans la course en coulisses, larguèrent des bombes nucléaires sur les célèbres villes d’Hiroshima et de Nagasaki. L'Union soviétique a également mené des travaux sur la création d'armes nucléaires et, en 1949, elle a testé la première bombe atomique dont la substance active était le plutonium. Même au cours de son développement, les services de renseignement soviétiques ont découvert que les États-Unis étaient passés au développement d'une bombe plus puissante. Cela a incité l’URSS à commencer à produire des armes thermonucléaires.

Les agents du renseignement n'ont pas pu découvrir les résultats obtenus par les Américains et les tentatives des scientifiques nucléaires soviétiques ont échoué. Par conséquent, il a été décidé de créer une bombe dont l'explosion se produirait en raison de la synthèse de noyaux légers, et non de la fission de noyaux lourds, comme dans une bombe atomique. Au printemps 1950, les travaux de création d'une bombe commencèrent, qui reçut plus tard le nom de RDS-6. Parmi ses développeurs figurait le futur lauréat du prix Nobel de la paix Andrei Sakharov, qui a proposé l'idée de concevoir une charge en 1948, mais s'est ensuite opposé aux essais nucléaires.

Andreï Sakharov

Vladimir Fedorenko/Wikimedia Commons

Sakharov a proposé de recouvrir un noyau de plutonium de plusieurs couches d'éléments légers et lourds, à savoir l'uranium et le deutérium, un isotope de l'hydrogène. Par la suite, cependant, il a été proposé de remplacer le deutérium par du deutérure de lithium, ce qui a considérablement simplifié la conception de la charge et son fonctionnement. Un avantage supplémentaire était que le lithium, après bombardement de neutrons, produit un autre isotope de l'hydrogène - le tritium. Lorsque le tritium réagit avec le deutérium, il libère beaucoup plus d'énergie. De plus, le lithium ralentit mieux les neutrons. Cette structure de la bombe lui a valu le surnom de « Sloika ».

Un certain défi était que l'épaisseur de chaque couche et le nombre final de couches étaient également très importants pour un test réussi. Selon les calculs, de 15 à 20 % de l'énergie libérée lors de l'explosion provenait de réactions thermonucléaires, et 75 à 80 % supplémentaires de la fission des noyaux d'uranium 235, d'uranium 238 et de plutonium 239. On a également supposé que la puissance de charge serait comprise entre 200 et 400 kilotonnes ; le résultat pratique s'est avéré à la limite supérieure des prévisions.

Le jour X, le 12 août 1953, la première bombe à hydrogène soviétique fut testée en action. Le site d'essais de Semipalatinsk, où l'explosion s'est produite, était situé dans la région du Kazakhstan oriental. Le test des RDS-6 a été précédé d'une tentative en 1949 (à cette époque, une explosion au sol d'une bombe d'une puissance de 22,4 kilotonnes avait été réalisée sur le site de test). Malgré l'emplacement isolé du site d'essais, la population de la région a pu constater par elle-même la beauté des essais nucléaires. Les personnes qui vivaient relativement près du site d'essais pendant des décennies, jusqu'à la fermeture du site d'essais en 1991, ont été exposées aux radiations, et des zones situées à plusieurs kilomètres du site d'essais ont été contaminées par des produits de désintégration nucléaire.

La première bombe à hydrogène soviétique RDS-6

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Une semaine avant le test des RDS-6, selon des témoins oculaires, l'armée a donné de l'argent et de la nourriture aux familles vivant à proximité du site de test, mais il n'y a eu aucune évacuation ni information sur les événements à venir. Le sol radioactif a été retiré du site d'essai lui-même et les structures et postes d'observation à proximité ont été restaurés. Il a été décidé de faire exploser la bombe à hydrogène à la surface de la Terre, malgré le fait que la configuration permettait de la larguer depuis un avion.

Les précédents tests de charges atomiques étaient étonnamment différents de ce que les scientifiques nucléaires avaient enregistré après le test de Sakharov. La puissance énergétique de la bombe, que les critiques appellent non pas une bombe thermonucléaire mais une bombe atomique thermonucléaire, était 20 fois supérieure à celle des charges précédentes. Cela était visible à l'œil nu avec des lunettes de soleil : seule la poussière restait des bâtiments survivants et restaurés après l'essai de la bombe à hydrogène.

Lors de la construction du site d'essais nucléaires du site d'essais nucléaires de Semipalatinsk, le 12 août 1953, j'ai dû survivre à l'explosion de la première bombe à hydrogène du monde d'une puissance de 400 kilotonnes ; l'explosion s'est produite soudainement. La terre tremblait sous nous comme de l’eau. Une vague de la surface terrestre est passée et nous a élevé à une hauteur de plus d'un mètre. Et nous étions à environ 30 kilomètres de l’épicentre de l’explosion. Un barrage de vagues nous a jetés au sol. Je l'ai roulé sur plusieurs mètres, comme des copeaux de bois. Il y eut un rugissement sauvage. Des éclairs éclatèrent de manière éblouissante. Ils inspiraient la terreur animale.

Lorsque nous, observateurs de ce cauchemar, nous sommes levés, un champignon nucléaire pendait au-dessus de nous. De la chaleur s’en dégageait et un craquement se fit entendre. J'avais l'air enchanté par la tige d'un champignon géant. Soudain, un avion s'est dirigé vers lui et a commencé à effectuer des virages monstrueux. Je pensais que c'était un pilote héros qui prenait des échantillons d'air radioactif. Puis l'avion a plongé dans la tige du champignon et a disparu... C'était incroyable et effrayant.

Il y avait en effet des avions, des chars et autres équipements sur le terrain d'entraînement. Mais des enquêtes ultérieures ont montré qu’aucun avion n’avait prélevé d’échantillons d’air sur le champignon nucléaire. Était-ce vraiment une hallucination ? Le mystère a été résolu plus tard. J’ai réalisé qu’il s’agissait d’un effet de cheminée aux proportions gigantesques. Il n'y avait ni avions ni chars sur le terrain après l'explosion. Mais les experts pensaient qu’ils s’évaporaient à cause de la température élevée. Je crois qu'ils ont simplement été aspirés par le champignon de feu. Mes observations et impressions ont été confirmées par d'autres preuves.

Le 22 novembre 1955, une explosion encore plus puissante eut lieu. La charge de la bombe à hydrogène était de 600 kilotonnes. Nous avons préparé le site de cette nouvelle explosion à 2,5 kilomètres de l'épicentre de la précédente explosion nucléaire. La croûte terrestre radioactive fondue a été immédiatement enfouie dans des tranchées creusées par des bulldozers ; Ils préparaient un nouveau lot d'équipements censés brûler dans la flamme d'une bombe à hydrogène. Le responsable de la construction du site d'essai de Semipalatinsk était R. E. Ruzanov. Il a laissé une description évocatrice de cette seconde explosion.

Les habitants de « Bereg » (ville résidentielle des testeurs), aujourd’hui ville de Kourtchatov, ont été réveillés à 5 heures du matin. Il faisait -15°C. Tout le monde a été emmené au stade. Les fenêtres et les portes des maisons sont restées ouvertes.

A l'heure dite, un avion géant apparaît, accompagné de chasseurs.

L’éclair de l’explosion s’est produit de manière inattendue et effrayante. Elle était plus brillante que le Soleil. Le soleil s'est estompé. C'est disparu. Les nuages ​​ont disparu. Le ciel est devenu noir et bleu. Il y a eu un coup d'une force terrible. Il est arrivé au stade avec les testeurs. Le stade était à 60 kilomètres de l'épicentre. Malgré cela, la vague d'air a projeté les gens au sol et les a projetés à des dizaines de mètres vers les tribunes. Des milliers de personnes ont été renversées. Il y eut un cri sauvage de la foule. Les femmes et les enfants criaient. Le stade tout entier était rempli de gémissements de blessures et de douleur, qui ont immédiatement choqué les gens. Le stade avec les testeurs et les habitants de la ville a été noyé sous la poussière. La ville était également invisible à cause de la poussière. L’horizon où se trouvait le terrain d’entraînement bouillonnait de nuages ​​​​de flammes. La patte du champignon atomique semblait également bouillir. Elle bougeait. C'était comme si un nuage bouillant était sur le point de s'approcher du stade et de nous couvrir tous. Il était clairement visible comment des chars, des avions et des parties de structures détruites spécialement construites sur le terrain d'entraînement commençaient à être attirés depuis le sol dans le nuage et y disparaissaient. L'idée m'est venue à l'esprit : nous serons nous aussi entraînés dans ce nuage. ! Tout le monde était envahi par l’engourdissement et l’horreur.

Soudain, la tige d’un champignon nucléaire s’est détachée du nuage bouillant au-dessus. Le nuage monta plus haut et la jambe tomba au sol. Ce n’est qu’à ce moment-là que les gens ont repris conscience. Tout le monde se précipita vers les maisons. Il n'y avait ni fenêtres, ni portes, ni toits, ni effets personnels. Tout était dispersé. Les blessés lors des tests ont été recueillis en toute hâte et envoyés à l'hôpital...

Une semaine plus tard, des officiers arrivés du site d'essai de Semipalatinsk ont ​​parlé à voix basse de ce spectacle monstrueux. Sur les souffrances endurées par les gens. À propos de chars volant dans les airs. En comparant ces histoires avec mes observations, je me suis rendu compte que j'avais été témoin d'un phénomène que l'on peut appeler l'effet cheminée. Seulement à une échelle gigantesque.

Lors de l'explosion d'hydrogène, d'énormes masses thermiques ont été arrachées de la surface de la terre et déplacées vers le centre du champignon. Cet effet est dû aux températures monstrueuses produites par une explosion nucléaire. Au stade initial de l'explosion, la température était de 30 000 degrés Celsius et d'au moins 8 000 dans la patte du champignon nucléaire. Une force d’aspiration énorme et monstrueuse s’est produite, attirant tous les objets se trouvant sur le site de test vers l’épicentre de l’explosion. L’avion que j’ai vu lors de la première explosion nucléaire n’était donc pas une hallucination. Il a simplement été tiré dans la tige du champignon, et il y a fait des virages incroyables...

Le processus que j’ai observé lors de l’explosion d’une bombe à hydrogène est très dangereux. Non seulement par sa température élevée, mais aussi par l'effet que j'ai compris de l'absorption de masses gigantesques, qu'il s'agisse de l'air ou de la coquille d'eau de la Terre.

Mes calculs de 1962 montraient que si un champignon nucléaire perçait l'atmosphère à une grande hauteur, il pourrait provoquer une catastrophe planétaire. Lorsque le champignon s'élèvera à une hauteur de 30 kilomètres, le processus d'aspiration des masses d'eau et d'air de la Terre dans l'espace commencera. Le vide commencera à fonctionner comme une pompe. La Terre perdra ses coquilles d'air et d'eau avec la biosphère. L'humanité périra.

J'ai calculé que pour ce processus apocalyptique, une bombe atomique de seulement 2 mille kilotonnes suffit, soit seulement trois fois la puissance de la deuxième explosion d'hydrogène. Il s’agit du scénario le plus simple créé par l’homme pour la mort de l’humanité.

À une époque, il m’était interdit d’en parler. Aujourd’hui, je considère qu’il est de mon devoir de parler directement et ouvertement de la menace qui pèse sur l’humanité.

D'énormes réserves d'armes nucléaires ont été accumulées sur Terre. Les réacteurs des centrales nucléaires fonctionnent partout dans le monde. Ils peuvent devenir des proies pour les terroristes. L'explosion de ces objets peut atteindre une puissance supérieure à 2 mille kilotonnes. Potentiellement, le scénario de la mort de la civilisation est déjà préparé.

Qu’est-ce qui en découle ? Il est nécessaire de protéger les installations nucléaires contre un éventuel terrorisme si soigneusement qu'elles lui soient totalement inaccessibles. Sinon, une catastrophe planétaire est inévitable.

Sergueï Alekseenko

participant à la construction

Nucléaire de Semipolatinsk

21 août 2015

La Tsar Bomba est le surnom de la bombe à hydrogène AN602, testée en Union soviétique en 1961. Cette bombe était la plus puissante jamais explosée. Sa puissance était telle que l'éclair de l'explosion était visible à 1 000 km et le champignon nucléaire s'élevait à près de 70 km.

La Tsar Bomba était une bombe à hydrogène. Il a été créé dans le laboratoire de Kurchatov. La puissance de la bombe était telle qu’elle aurait suffi à détruire 3 800 Hiroshima.

Rappelons l'histoire de sa création...

Au début de « l’ère atomique », les États-Unis et l’Union soviétique se sont lancés dans une course non seulement pour le nombre de bombes atomiques, mais aussi pour leur puissance.

L'URSS, qui a acquis l'arme atomique plus tard que son concurrent, a cherché à niveler la situation en créant des dispositifs plus avancés et plus puissants.

Le développement d'un dispositif thermonucléaire nommé « Ivan » a été lancé au milieu des années 1950 par un groupe de physiciens dirigé par l'académicien Kurchatov. Le groupe impliqué dans ce projet comprenait Andrei Sakharov, Viktor Adamsky, Yuri Babaev, Yuri Trunov et Yuri Smirnov.

Au cours des recherches, les scientifiques ont également tenté de déterminer les limites de la puissance maximale d'un engin explosif thermonucléaire.

La possibilité théorique d'obtenir de l'énergie par fusion thermonucléaire était connue avant la Seconde Guerre mondiale, mais c'est la guerre et la course aux armements qui a suivi qui ont posé la question de la création d'un dispositif technique pour la création pratique de cette réaction. On sait qu'en Allemagne, en 1944, des travaux ont été menés pour initier la fusion thermonucléaire en comprimant du combustible nucléaire à l'aide de charges d'explosifs conventionnels - mais ils n'ont pas abouti, car il n'a pas été possible d'obtenir les températures et pressions requises. Les États-Unis et l’URSS développent des armes thermonucléaires depuis les années 40 et testent presque simultanément les premiers dispositifs thermonucléaires au début des années 50. En 1952, les États-Unis ont fait exploser une charge d'une puissance de 10,4 mégatonnes sur l'atoll d'Eniwetak (qui est 450 fois plus puissante que la bombe larguée sur Nagasaki), et en 1953, l'URSS a testé un appareil d'une puissance de 400 kilotonnes.

La conception des premiers dispositifs thermonucléaires était mal adaptée à une utilisation réelle au combat. Par exemple, le dispositif testé par les États-Unis en 1952 était une structure au sol de la hauteur d’un immeuble de deux étages et pesant plus de 80 tonnes. Le combustible thermonucléaire liquide y était stocké à l'aide d'une immense unité de réfrigération. Par conséquent, à l’avenir, la production en série d’armes thermonucléaires a été réalisée en utilisant un combustible solide - le deutéride de lithium-6. En 1954, les États-Unis ont testé un dispositif basé sur celui-ci sur l'atoll de Bikini, et en 1955, une nouvelle bombe thermonucléaire soviétique a été testée sur le site d'essai de Semipalatinsk. En 1957, des tests d'une bombe à hydrogène ont été réalisés en Grande-Bretagne.

Les recherches en matière de conception ont duré plusieurs années et la dernière étape du développement du « produit 602 » a eu lieu en 1961 et a duré 112 jours.

La bombe AN602 avait une conception à trois étages : la charge nucléaire du premier étage (la contribution calculée à la puissance d'explosion est de 1,5 mégatonnes) a déclenché une réaction thermonucléaire dans le deuxième étage (la contribution à la puissance d'explosion - 50 mégatonnes), et elle, à son tour, a lancé la soi-disant « réaction nucléaire de Jekyll-Hyde » (fission nucléaire dans des blocs d'uranium 238 sous l'influence de neutrons rapides générés à la suite de la réaction de fusion thermonucléaire) dans la troisième étape (50 mégatonnes supplémentaires de puissance) , de sorte que la puissance totale calculée de l'AN602 était de 101,5 mégatonnes.

Cependant, l'option initiale a été rejetée, car sous cette forme, l'explosion de la bombe aurait provoqué une contamination radioactive extrêmement puissante (qui, cependant, selon les calculs, serait encore sérieusement inférieure à celle provoquée par des appareils américains beaucoup moins puissants).
En conséquence, il a été décidé de ne pas utiliser la « réaction Jekyll-Hyde » dans le troisième étage de la bombe et de remplacer les composants à l’uranium par leur équivalent au plomb. Cela a réduit la puissance totale estimée de l'explosion de près de moitié (à 51,5 mégatonnes).

Une autre limitation pour les développeurs était les capacités des avions. La première version d'une bombe pesant 40 tonnes a été rejetée par les concepteurs d'avions du Tupolev Design Bureau - l'avion porteur ne serait pas en mesure de livrer une telle cargaison à la cible.

En conséquence, les parties sont parvenues à un compromis: les scientifiques nucléaires ont réduit de moitié le poids de la bombe et les concepteurs aéronautiques préparaient une modification spéciale du bombardier Tu-95 - le Tu-95V.

Il s'est avéré qu'il ne serait en aucun cas possible de placer une charge dans la soute à bombes, le Tu-95V a donc dû transporter l'AN602 jusqu'à la cible sur une élingue externe spéciale.

En fait, l'avion porteur était prêt en 1959, mais les physiciens nucléaires avaient pour instruction de ne pas accélérer les travaux sur la bombe - c'est justement à ce moment-là qu'il y avait des signes d'une diminution des tensions dans les relations internationales dans le monde.

Mais au début de 1961, la situation s'aggrave à nouveau et le projet est relancé.

Le poids final de la bombe, y compris le système de parachute, était de 26,5 tonnes. Le produit avait plusieurs noms à la fois - "Big Ivan", "Tsar Bomba" et "Kuzka's Mother". Ce dernier s’en est tenu à la bombe après le discours du dirigeant soviétique Nikita Khrouchtchev aux Américains, dans lequel il avait promis de leur montrer « la mère de Kouzka ».

En 1961, Khrouchtchev a ouvertement parlé aux diplomates étrangers du fait que l'Union soviétique envisageait de tester dans un avenir proche une charge thermonucléaire surpuissante. Le 17 octobre 1961, le dirigeant soviétique annonça les tests à venir dans un rapport au XXIIe Congrès du Parti.

Le site de test a été déterminé comme étant le site de test Sukhoi Nos à Novaya Zemlya. Les préparatifs de l'explosion furent achevés fin octobre 1961.

L'avion porteur Tu-95B était basé à l'aérodrome de Vaenga. Ici, dans une salle spéciale, les derniers préparatifs des tests ont été effectués.

Le matin du 30 octobre 1961, l'équipage du pilote Andrei Durnovtsev reçut l'ordre de se rendre sur le site d'essai et de larguer une bombe.

Décollant de l'aérodrome de Vaenga, le Tu-95B a atteint son point de conception deux heures plus tard. La bombe a été larguée depuis un système de parachute depuis une hauteur de 10 500 mètres, après quoi les pilotes ont immédiatement commencé à éloigner la voiture de la zone dangereuse.

A 11h33, heure de Moscou, une explosion a eu lieu à une altitude de 4 km au-dessus de la cible.

La puissance de l'explosion a largement dépassé celle calculée (51,5 mégatonnes) et variait de 57 à 58,6 mégatonnes en équivalent TNT.

Principe de fonctionnement:

L'action d'une bombe à hydrogène repose sur l'utilisation de l'énergie libérée lors de la réaction de fusion thermonucléaire des noyaux légers. C'est cette réaction qui se produit dans les profondeurs des étoiles, où, sous l'influence de températures ultra élevées et d'une pression énorme, des noyaux d'hydrogène entrent en collision et fusionnent en noyaux d'hélium plus lourds. Au cours de la réaction, une partie de la masse des noyaux d'hydrogène est convertie en une grande quantité d'énergie. Grâce à cela, les étoiles libèrent constamment d'énormes quantités d'énergie. Les scientifiques ont copié cette réaction en utilisant des isotopes de l'hydrogène - deutérium et tritium, ce qui lui a donné le nom de « bombe à hydrogène ». Initialement, des isotopes liquides de l'hydrogène étaient utilisés pour produire des charges, et plus tard, du deutéride de lithium-6, un composé solide de deutérium et un isotope du lithium, a été utilisé.

Le deutéride de lithium-6 est le composant principal de la bombe à hydrogène, le combustible thermonucléaire. Il stocke déjà du deutérium et l'isotope du lithium sert de matière première pour la formation du tritium. Pour démarrer une réaction de fusion thermonucléaire, il est nécessaire de créer des températures et des pressions élevées, ainsi que de séparer le tritium du lithium-6. Ces conditions sont prévues comme suit.

La coque du conteneur pour combustible thermonucléaire est constituée d'uranium 238 et de plastique, et une charge nucléaire conventionnelle d'une puissance de plusieurs kilotonnes est placée à côté du conteneur - cela s'appelle un déclencheur ou une charge initiateur d'une bombe à hydrogène. Lors de l'explosion de la charge d'initiation au plutonium sous l'influence d'un puissant rayonnement de rayons X, la coque du conteneur se transforme en plasma, se comprimant des milliers de fois, ce qui crée la haute pression et l'énorme température nécessaires. Dans le même temps, les neutrons émis par le plutonium interagissent avec le lithium-6 pour former du tritium. Les noyaux de deutérium et de tritium interagissent sous l'influence de températures et de pressions ultra élevées, ce qui conduit à une explosion thermonucléaire.

Si vous fabriquez plusieurs couches de deutérure d'uranium 238 et de lithium 6, chacune d'elles ajoutera sa propre puissance à l'explosion d'une bombe - c'est-à-dire qu'une telle "bouffée" vous permettra d'augmenter la puissance de l'explosion de manière presque illimitée. . Grâce à cela, une bombe à hydrogène peut être fabriquée avec presque n'importe quelle puissance, et elle sera beaucoup moins chère qu'une bombe nucléaire conventionnelle de même puissance.

Les témoins du test disent qu'ils n'ont jamais rien vu de tel de leur vie. Le champignon nucléaire de l'explosion s'est élevé à une hauteur de 67 kilomètres, le rayonnement lumineux pourrait potentiellement provoquer des brûlures au troisième degré à une distance allant jusqu'à 100 kilomètres.

Les observateurs ont rapporté qu'à l'épicentre de l'explosion, les rochers avaient pris une forme étonnamment plate et que le sol s'était transformé en une sorte de terrain de parade militaire. La destruction complète a été réalisée sur une superficie égale au territoire de Paris.

L'ionisation de l'atmosphère a provoqué des interférences radio même à des centaines de kilomètres du site d'essai pendant environ 40 minutes. Le manque de communication radio a convaincu les scientifiques que les tests se sont déroulés aussi bien que possible. L'onde de choc résultant de l'explosion de la Tsar Bomba a fait trois fois le tour du globe. L'onde sonore générée par l'explosion a atteint l'île Dikson à une distance d'environ 800 kilomètres.

Malgré les nuages ​​épais, des témoins ont vu l'explosion même à des milliers de kilomètres et ont pu la décrire.

La contamination radioactive de l'explosion s'est avérée minime, comme l'avaient prévu les développeurs - plus de 97 % de la puissance de l'explosion était fournie par la réaction de fusion thermonucléaire, qui n'a pratiquement pas créé de contamination radioactive.

Cela a permis aux scientifiques de commencer à étudier les résultats des tests sur le terrain expérimental dans les deux heures suivant l'explosion.

L'explosion du Tsar Bomba a vraiment marqué le monde entier. Elle s’est avérée quatre fois plus puissante que la bombe américaine la plus puissante.

Il existait une possibilité théorique de créer des charges encore plus puissantes, mais il a été décidé d'abandonner la mise en œuvre de tels projets.

Curieusement, les principaux sceptiques se sont avérés être les militaires. De leur point de vue, de telles armes n’avaient aucune signification pratique. Comment ordonnez-vous qu’il soit livré au « repaire de l’ennemi » ? L'URSS possédait déjà des missiles, mais ils ne pouvaient pas se rendre en Amérique avec une telle charge.

Les bombardiers stratégiques ne pouvaient pas non plus se rendre aux États-Unis avec de tels « bagages ». De plus, ils sont devenus des cibles faciles pour les systèmes de défense aérienne.

Les scientifiques atomiques se sont montrés beaucoup plus enthousiastes. Des plans ont été avancés pour placer plusieurs super-bombes d'une capacité de 200 à 500 mégatonnes au large des côtes des États-Unis, dont l'explosion provoquerait un tsunami géant qui emporterait littéralement l'Amérique.

L'académicien Andreï Sakharov, futur militant des droits de l'homme et lauréat du prix Nobel de la paix, a proposé un plan différent. « Le porte-avions pourrait être une grosse torpille lancée depuis un sous-marin. J'ai imaginé qu'il était possible de développer un statoréacteur à réaction nucléaire à eau et à vapeur pour une telle torpille. La cible d'une attaque à une distance de plusieurs centaines de kilomètres devrait être les ports ennemis. Une guerre sur mer est perdue si les ports sont détruits, nous l'assurent les marins. Le corps d'une telle torpille peut être très résistant, il n'aura pas peur des mines et des filets de barrage. Bien entendu, la destruction des ports - à la fois par l'explosion en surface d'une torpille chargée de 100 mégatonnes qui a « sauté » hors de l'eau et par une explosion sous-marine - est inévitablement associée à de très nombreuses pertes », a écrit le scientifique dans ses mémoires.

Sakharov a fait part de son idée au vice-amiral Piotr Fomine. Un marin expérimenté, qui dirigeait le « département atomique » auprès du commandant en chef de la marine de l’URSS, a été horrifié par le plan du scientifique, qualifiant le projet de « cannibale ». Selon Sakharov, il avait honte et n'est jamais revenu sur cette idée.

Les scientifiques et le personnel militaire ont reçu de généreuses récompenses pour les tests réussis du Tsar Bomba, mais l'idée même de charges thermonucléaires super puissantes a commencé à appartenir au passé.

Les concepteurs d’armes nucléaires se sont concentrés sur des choses moins spectaculaires, mais bien plus efficaces.

Et l’explosion de la « Tsar Bomba » reste à ce jour la plus puissante de celles jamais produites par l’humanité.

Tsar Bomba en chiffres :

• Poids: 27 tonnes
• Longueur: 8 mètres
• Diamètre: 2 mètres
• Pouvoir: 55 mégatonnes en équivalent TNT
• Hauteur du champignon nucléaire : 67 kilomètres
• Diamètre de la base du champignon : 40 kilomètres
• Diamètre de la boule de feu : 4.6 kilomètres
• Distance à laquelle l'explosion a provoqué des brûlures cutanées : 100 kilomètres
• Distance de visibilité de l'explosion : 1 000 kilomètres
• La quantité de TNT nécessaire pour égaler la puissance du Tsar Bomba : un cube géant de TNT avec un côté 312 mètres (hauteur de la Tour Eiffel)

sources

http://www.aif.ru/society/history/1371856

http://www.aif.ru/dontknows/infographics/kak_deystvuet_vodorodnaya_bomba_i_kakovy_posledstviya_vzryva_infografika

http://llloll.ru/tsar-bomb

Et un peu plus sur l'ATOM non pacifique : par exemple, et ici. Et il y avait aussi une telle chose qu'il y avait aussi L'article original est sur le site InfoGlaz.rf Lien vers l'article à partir duquel cette copie a été réalisée -

La bombe à hydrogène (Hydrogen Bomb, HB) est une arme de destruction massive dotée d'un pouvoir destructeur incroyable (sa puissance est estimée à des mégatonnes de TNT). Le principe de fonctionnement de la bombe et sa structure reposent sur l'utilisation de l'énergie de fusion thermonucléaire des noyaux d'hydrogène. Les processus qui se produisent lors de l'explosion sont similaires à ceux qui se produisent sur les étoiles (y compris le Soleil). Le premier test d'un VB adapté au transport longue distance (conçu par A.D. Sakharov) a été réalisé en Union soviétique sur un site d'essai près de Semipalatinsk.

Réaction thermonucléaire

Le soleil contient d'énormes réserves d'hydrogène, qui est constamment influencé par des pressions et des températures ultra élevées (environ 15 millions de degrés Kelvin). À une densité et une température de plasma aussi extrêmes, les noyaux des atomes d’hydrogène entrent en collision de manière aléatoire. Le résultat des collisions est la fusion des noyaux et, par conséquent, la formation de noyaux d'un élément plus lourd - l'hélium. Les réactions de ce type sont appelées fusion thermonucléaire ; elles se caractérisent par la libération de quantités colossales d'énergie.

Les lois de la physique expliquent ainsi la libération d'énergie lors d'une réaction thermonucléaire : une partie de la masse des noyaux légers impliqués dans la formation des éléments plus lourds reste inutilisée et est convertie en énergie pure en quantités colossales. C'est pourquoi notre corps céleste perd environ 4 millions de tonnes de matière par seconde, tout en libérant un flux continu d'énergie dans l'espace.

Isotopes de l'hydrogène

Le plus simple de tous les atomes existants est l’atome d’hydrogène. Il se compose d’un seul proton, qui forme le noyau, et d’un seul électron en orbite autour de lui. À la suite d’études scientifiques sur l’eau (H2O), il a été constaté qu’elle contient de l’eau dite « lourde » en petites quantités. Il contient des isotopes « lourds » de l'hydrogène (2H ou deutérium), dont les noyaux, en plus d'un proton, contiennent également un neutron (particule proche en masse d'un proton, mais dépourvue de charge).

La science connaît aussi le tritium, troisième isotope de l'hydrogène dont le noyau contient 1 proton et 2 neutrons. Le tritium se caractérise par une instabilité et une désintégration spontanée constante avec libération d'énergie (rayonnement), entraînant la formation d'un isotope de l'hélium. Des traces de tritium se retrouvent dans les couches supérieures de l'atmosphère terrestre : c'est là, sous l'influence des rayons cosmiques, que les molécules de gaz qui forment l'air subissent des modifications similaires. Le tritium peut également être produit dans un réacteur nucléaire en irradiant l’isotope du lithium-6 avec un puissant flux de neutrons.

Développement et premiers tests de la bombe à hydrogène

À la suite d'une analyse théorique approfondie, des experts de l'URSS et des États-Unis sont arrivés à la conclusion qu'un mélange de deutérium et de tritium facilite le lancement d'une réaction de fusion thermonucléaire. Forts de ces connaissances, des scientifiques américains ont commencé dans les années 50 du siècle dernier à créer une bombe à hydrogène. Et déjà au printemps 1951, un test a été effectué sur le site d'essai d'Enewetak (un atoll de l'océan Pacifique), mais seule une fusion thermonucléaire partielle a été réalisée.

Un peu plus d'un an s'écoula et en novembre 1952 fut réalisé le deuxième essai d'une bombe à hydrogène d'une puissance d'environ 10 Mt de TNT. Cependant, cette explosion peut difficilement être qualifiée d’explosion de bombe thermonucléaire au sens moderne du terme : en fait, l’appareil était un grand conteneur (de la taille d’un immeuble de trois étages) rempli de deutérium liquide.

La Russie s’est également chargée d’améliorer les armes atomiques et la première bombe à hydrogène du projet A.D. Sakharov a été testé sur le site d'essai de Semipalatinsk le 12 août 1953. Le RDS-6 (ce type d’arme de destruction massive était surnommé la « bouffée » de Sakharov, car sa conception impliquait le placement séquentiel de couches de deutérium entourant la charge initiatrice) avait une puissance de 10 Mt. Cependant, contrairement à la « maison à trois étages » américaine, la bombe soviétique était compacte et pouvait être rapidement livrée au site de largage en territoire ennemi à bord d'un bombardier stratégique.

Relevant le défi, les États-Unis firent exploser en mars 1954 une bombe aérienne plus puissante (15 Mt) sur un site d'essai de l'atoll de Bikini (océan Pacifique). Le test a provoqué le rejet dans l’atmosphère d’une grande quantité de substances radioactives, dont certaines sont tombées sous forme de précipitations à des centaines de kilomètres de l’épicentre de l’explosion. Le navire japonais "Lucky Dragon" et les instruments installés sur l'île de Rogelap ont enregistré une forte augmentation des radiations.

Étant donné que les processus qui se produisent lors de la détonation d’une bombe à hydrogène produisent de l’hélium stable et inoffensif, on s’attendait à ce que les émissions radioactives ne dépassent pas le niveau de contamination d’un détonateur à fusion atomique. Mais les calculs et les mesures des retombées radioactives réelles variaient considérablement, tant en quantité qu'en composition. Par conséquent, les dirigeants américains ont décidé de suspendre temporairement la conception de cette arme jusqu'à ce que son impact sur l'environnement et l'homme soit pleinement étudié.

Vidéo : tests en URSS

Tsar Bomba - bombe thermonucléaire de l'URSS

L'URSS a marqué le dernier point de la chaîne de production de bombes à hydrogène lorsque, le 30 octobre 1961, une « bombe tsar » de 50 mégatonnes (la plus grosse de l'histoire) a été testée sur Novaya Zemlya - le résultat de nombreuses années de travail d'A.D. Le groupe de recherche de. Sakharov. L'explosion s'est produite à une altitude de 4 kilomètres et l'onde de choc a été enregistrée trois fois par des instruments partout dans le monde. Bien que le test n'ait révélé aucun échec, la bombe n'est jamais entrée en service. Mais le fait même que les Soviétiques possédaient de telles armes a produit une impression indélébile sur le monde entier et les États-Unis ont cessé d’accumuler le tonnage de leur arsenal nucléaire. La Russie, à son tour, a décidé d'abandonner l'introduction d'ogives nucléaires chargées d'hydrogène dans les opérations de combat.

Une bombe à hydrogène est un dispositif technique complexe dont l'explosion nécessite la séquence d'un certain nombre de processus.

Tout d’abord, la charge initiatrice située à l’intérieur de la coque de la VB (bombe atomique miniature) explose, entraînant une puissante libération de neutrons et la création de la température élevée nécessaire au début de la fusion thermonucléaire dans la charge principale. Un bombardement massif de neutrons de l'insert de deutéride de lithium (obtenu en combinant le deutérium avec l'isotope du lithium-6) commence.

Sous l'influence des neutrons, le lithium-6 se divise en tritium et en hélium. Dans ce cas, le fusible atomique devient une source de matériaux nécessaires à la fusion thermonucléaire dans la bombe elle-même.

Un mélange de tritium et de deutérium déclenche une réaction thermonucléaire, provoquant une augmentation rapide de la température à l'intérieur de la bombe, et de plus en plus d'hydrogène est impliqué dans le processus.
Le principe de fonctionnement d'une bombe à hydrogène implique l'apparition ultra-rapide de ces processus (le dispositif de charge et la disposition des principaux éléments y contribuent), qui paraissent instantanés à l'observateur.

Superbombe : fission, fusion, fission

La séquence de processus décrite ci-dessus se termine après le début de la réaction du deutérium avec le tritium. Ensuite, il a été décidé de recourir à la fission nucléaire plutôt qu'à la fusion de nucléaires plus lourds. Après la fusion des noyaux de tritium et de deutérium, de l'hélium libre et des neutrons rapides sont libérés, dont l'énergie est suffisante pour initier la fission des noyaux d'uranium 238. Les neutrons rapides sont capables de séparer les atomes de la coque d'uranium d'une superbombe. La fission d'une tonne d'uranium génère une énergie d'environ 18 Mt. Dans ce cas, l'énergie n'est pas seulement dépensée pour créer une onde de souffle et libérer une quantité colossale de chaleur. Chaque atome d’uranium se désintègre en deux « fragments » radioactifs. Tout un « bouquet » de divers éléments chimiques (jusqu'à 36) et environ deux cents isotopes radioactifs se forme. C'est pour cette raison que se forment de nombreuses retombées radioactives, enregistrées à des centaines de kilomètres de l'épicentre de l'explosion.

Après la chute du rideau de fer, on a appris que l’URSS envisageait de développer une « bombe tsariste » d’une capacité de 100 Mt. Etant donné qu'à cette époque il n'existait aucun avion capable de transporter une charge aussi massive, l'idée fut abandonnée au profit d'une bombe de 50 Mt.

Conséquences de l'explosion d'une bombe à hydrogène

Onde de choc

L’explosion d’une bombe à hydrogène entraîne des destructions et des conséquences à grande échelle, et l’impact principal (évident et direct) est triple. Le plus évident de tous les impacts directs est une onde de choc d’ultra haute intensité. Sa capacité destructrice diminue avec la distance de l'épicentre de l'explosion et dépend également de la puissance de la bombe elle-même et de la hauteur à laquelle la charge a explosé.

Effet thermique

L'effet de l'impact thermique d'une explosion dépend des mêmes facteurs que la puissance de l'onde de choc. Mais une autre chose s'y ajoute : le degré de transparence des masses d'air. Le brouillard, voire une légère nébulosité, réduit fortement le rayon de dégâts sur lequel un éclair thermique peut provoquer de graves brûlures et une perte de vision. L'explosion d'une bombe à hydrogène (plus de 20 Mt) génère une quantité incroyable d'énergie thermique, suffisante pour faire fondre le béton à une distance de 5 km, évaporer la quasi-totalité de l'eau d'un petit lac à une distance de 10 km, détruire le personnel ennemi , équipements et bâtiments à la même distance . Au centre se forme un entonnoir d'un diamètre de 1 à 2 km et d'une profondeur allant jusqu'à 50 m, recouvert d'une épaisse couche de masse vitreuse (plusieurs mètres de roches à forte teneur en sable fondent presque instantanément, se transformant en verre ).

Selon des calculs basés sur des tests réels, les gens ont 50 % de chances de survivre s’ils :

• Ils sont situés dans un abri en béton armé (souterrain) à 8 km de l'épicentre de l'explosion (EV) ;
• Ils sont situés dans des immeubles résidentiels à une distance de 15 km du VE ;
• Ils se retrouveront dans une zone dégagée à plus de 20 km du VE avec une mauvaise visibilité (pour une ambiance « propre », la distance minimale dans ce cas sera de 25 km).

Avec l’éloignement des véhicules électriques, la probabilité de survie des personnes se trouvant dans des zones ouvertes augmente fortement. Ainsi, à une distance de 32 km, ce sera 90 à 95 %. Un rayon de 40 à 45 km est la limite de l'impact principal d'une explosion.

Boule de feu

Un autre impact évident de l’explosion d’une bombe à hydrogène est celui des tempêtes de feu auto-entretenues (ouragans), formées à la suite de l’aspiration de masses colossales de matériaux combustibles dans la boule de feu. Malgré cela, la conséquence la plus dangereuse de l'explosion en termes d'impact sera la contamination radioactive de l'environnement sur des dizaines de kilomètres à la ronde.

Tomber

La boule de feu qui apparaît après l'explosion se remplit rapidement de particules radioactives en quantités énormes (produits de la désintégration de noyaux lourds). La taille des particules est si petite que lorsqu’elles pénètrent dans la haute atmosphère, elles peuvent y rester très longtemps. Tout ce que la boule de feu atteint à la surface de la terre se transforme instantanément en cendres et en poussière, puis est attiré dans la colonne de feu. Les tourbillons de flammes mélangent ces particules avec des particules chargées, formant un mélange dangereux de poussières radioactives dont le processus de sédimentation des granules dure longtemps.

Les poussières grossières se déposent assez rapidement, mais les poussières fines sont transportées par les courants d'air sur de grandes distances et tombent progressivement du nuage nouvellement formé. Les particules les plus grosses et les plus chargées se déposent à proximité immédiate de l'EC ; des particules de cendres visibles à l'œil nu peuvent encore être trouvées à des centaines de kilomètres. Ils forment une couverture mortelle de plusieurs centimètres d'épaisseur. Quiconque s'approche de lui risque de recevoir une dose importante de radiations.

Des particules plus petites et indiscernables peuvent « flotter » dans l’atmosphère pendant de nombreuses années, faisant le tour de la Terre à plusieurs reprises. Au moment où ils tombent à la surface, ils ont perdu une bonne quantité de radioactivité. Le plus dangereux est le strontium 90, qui a une demi-vie de 28 ans et génère un rayonnement stable pendant toute cette période. Son apparition est détectée par les instruments du monde entier. « Atterrissant » sur l’herbe et le feuillage, il s’implique dans les chaînes alimentaires. C’est pour cette raison que les examens de personnes situées à des milliers de kilomètres des sites de tests révèlent du strontium 90 accumulé dans les os. Même si son contenu est extrêmement faible, la perspective de devenir une « décharge pour stocker des déchets radioactifs » n'augure rien de bon pour l'homme, conduisant au développement de tumeurs malignes des os. Dans les régions de Russie (ainsi que d'autres pays) proches des sites de lancements d'essais de bombes à hydrogène, on observe encore un fond radioactif accru, ce qui prouve une fois de plus la capacité de ce type d'arme à laisser des conséquences importantes.

Vidéo sur la bombe à hydrogène

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