nucléaires, armes

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Présentation

nucléaires, armes, engins explosifs conçus pour produire instantanément une grande quantité d’énergie nucléaire et utilisés comme armes de guerre.

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Historique

2.1

Bombe atomique (bombe A)

La première bombe atomique (bombe A) , un engin au plutonium d’une puissance de 22 kt, a été testée le 16 juillet 1945 aux États-Unis, près d’Alamogordo (Nouveau-Mexique). Alors que les explosifs employés avant cette date tiraient leur puissance de la combustion rapide ou de la décomposition d’un produit chimique, les explosifs nucléaires utilisent comme source d’énergie la transformation de noyaux atomiques

La bombe A obtient ainsi sa puissance de la rupture, ou fission, des noyaux des atomes d’uranium (U 235) ou de plutonium (Pu 239). Sa masse est rendue explosive dans le cas du plutonium, par écrasement (implosion) grâce à un explosif classique ou, dans le cas de l’uranium enrichi, par projection dans un tube cylindrique. Une sphère de la taille d’une orange constituée de ces métaux lourds produit une explosion équivalente à la détonation de 20 000 t de trinitrotoluène (TNT).

La conception, la fabrication et les tests de la bombe A ont été effectués dans le cadre du projet Manhattan, vaste programme technologique et industriel conduit aux États-Unis pendant la Seconde Guerre mondiale, à partir d’août 1942. Le projet, d’une envergure sans précédent, basé à Los Alamos (Nouveau-Mexique), est mené par le physicien américain J. Robert Oppenheimer, et associe nombre de scientifiques européens et américains, dont les physiciens Enrico Fermi, Richard Feynman, Edward Teller, le mathématicien John von Neumann et le chimiste Harold Urey. Les 6 et 9 août 1945, deux bombes atomiques détruisent les villes japonaises de Hiroshima et Nagasaki, entraînant la capitulation du Japon.

2.2

Bombe à hydrogène (bombe H)

Après la Seconde Guerre mondiale, d’autres types de bombes sont mis au point pour exploiter l’énergie d’éléments légers tels que l’hydrogène. Le premier essai de ce type de bombe a lieu en novembre 1952 à Eniwetok (océan Pacifique). Dans ces projectiles, l’énergie provient du processus de fusion au cours duquel les noyaux atomiques des isotopes de l’hydrogène se combinent pour former un noyau d’hélium plus lourd, rendant possible la fabrication de bombes de puissance allant d’une fraction de kilotonne (équivalent à 1 000 tonnes de TNT) à plusieurs mégatonnes (équivalent à 1 million de tonne de TNT). Les dimensions de la bombe, considérablement réduites, permettent dès lors la mise au point d’obus nucléaires pour l’artillerie, ainsi que de petits missiles pouvant être tirés par des lanceurs portables.

Si les bombes nucléaires ont été initialement développées comme armes stratégiques destinées à être transportées au moyen de gros bombardiers, elles ont désormais de nombreuses applications stratégiques et tactiques. Elles peuvent être lâchées par différents types d’aéronefs ; des roquettes et des missiles de toutes tailles peuvent emporter des charges nucléaires et être lancés depuis le sol, l’air et sous l’eau. Les fusées à longue portée peuvent être armées de têtes multiples et atteindre des cibles dispersées.

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Armes à fission nucléaire

3.1

Équivalence masse / énergie

En 1905, Albert Einstein publie son traité sur la théorie de la relativité. D’après cette dernière, la relation entre la masse et l’énergie est exprimée par la formule E = mc², qui signifie qu’une masse donnée (m) est associée à une quantité d’énergie (E), égale au produit de la masse par le carré de la vitesse de la lumière (c = 3x10⁸ m/s). Une petite quantité de matière est ainsi équivalente à une énergie considérable. Par exemple, 1 kg de matière serait équivalent à l’énergie libérée par l’explosion de 22 Mt (mégatonnes) de TNT.

3.2

Fission nucléaire