Bombe à hydrogène (thermonucléaire) : tests d'armes de destruction massive. Créateurs de la bombe à hydrogène. Essais de bombes à hydrogène en URSS, aux États-Unis et en RPDC

15.10.2019

Projet d'arme thermonucléaire

Au début de la guerre froide, le test d’une bombe à hydrogène était l’argument le plus important pour les dirigeants de l’URSS dans la lutte contre les États-Unis. Moscou voulait atteindre la parité nucléaire avec Washington et a investi d’énormes sommes d’argent dans la course aux armements. Cependant, les travaux sur la création d'une bombe à hydrogène ont commencé non pas grâce à un financement généreux, mais grâce aux rapports d'agents secrets américains. En 1945, le Kremlin apprend que les États-Unis s'apprêtent à créer une nouvelle arme. C'était une superbombe dont le projet s'appelait Super.

La source d'informations précieuses était Klaus Fuchs, un employé du laboratoire national de Los Alamos aux États-Unis. Il a fourni à l’Union soviétique des informations spécifiques concernant le développement secret américain d’une superbombe. En 1950, le projet Super fut jeté à la poubelle, car il devint clair pour les scientifiques occidentaux qu’un tel nouveau système d’armement ne pourrait pas être mis en œuvre. Le directeur de ce programme était Edward Teller.

En 1946, Klaus Fuchs et John développèrent les idées du projet Super et brevetèrent leur propre système. Le principe de l'implosion radioactive y était fondamentalement nouveau. En URSS, ce projet a commencé à être envisagé un peu plus tard, en 1948. En général, on peut dire qu’au début, tout cela reposait entièrement sur les informations américaines reçues par les services de renseignement. Mais en poursuivant les recherches basées sur ces matériaux, les scientifiques soviétiques étaient sensiblement en avance sur leurs collègues occidentaux, ce qui a permis à l'URSS d'obtenir d'abord la première bombe thermonucléaire, puis la plus puissante.

Le 17 décembre 1945, lors d'une réunion d'un comité spécial créé sous l'égide du Conseil Commissaires du peuple URSS, les physiciens nucléaires Yakov Zeldovich, Isaac Pomeranchuk et Julius Hartion ont rédigé un rapport « Utilisation énergie nucléaireéléments légers. » Cet article examinait la possibilité d'utiliser une bombe au deutérium. Ce discours marqua le début du programme nucléaire soviétique.

En 1946 recherche théorique ont commencé à être menés à l'Institut de physique chimique. Les premiers résultats de ces travaux ont été discutés lors d'une des réunions du Conseil Scientifique et Technique de la Première Direction Générale. Deux ans plus tard, Lavrenti Beria a chargé Kurchatov et Khariton d'analyser les documents sur le système von Neumann qui ont été livrés à Union soviétique grâce aux agents secrets en Occident. Les données de ces documents ont donné une impulsion supplémentaire aux recherches qui ont conduit à la naissance du projet RDS-6.

"Evie Mike" et "Castle Bravo"

Le 1er novembre 1952, les Américains testèrent le premier dispositif thermonucléaire au monde. Ce n'était pas encore une bombe, mais déjà le plus important. composant. L'explosion s'est produite sur l'atoll d'Enivotek, en Océan Pacifique. et Stanislav Ulam (chacun d'eux étant en fait le créateur de la bombe à hydrogène) avait récemment développé un modèle à deux étages, que les Américains ont testé. L’appareil ne pouvait pas être utilisé comme une arme, car il était fabriqué à partir de deutérium. De plus, il se distinguait par son poids et ses dimensions énormes. Un tel projectile ne pouvait tout simplement pas être largué depuis un avion.

La première bombe à hydrogène a été testée par des scientifiques soviétiques. Après que les États-Unis ont appris l'utilisation réussie des RDS-6, il est devenu évident qu'il était nécessaire de réduire le plus rapidement possible l'écart avec les Russes dans la course aux armements. L'essai américain a eu lieu le 1er mars 1954. L'atoll de Bikini, aux Îles Marshall, a été choisi comme site de test. Les archipels du Pacifique n'ont pas été choisis par hasard. Il n'y avait presque aucune population ici (et les quelques personnes qui vivaient sur les îles voisines ont été expulsées à la veille de l'expérience).

L'explosion de la bombe à hydrogène la plus destructrice des Américains est devenue connue sous le nom de Castle Bravo. La puissance de charge s'est avérée 2,5 fois supérieure à celle prévue. L'explosion a entraîné une contamination radioactive d'une vaste zone (de nombreuses îles et l'océan Pacifique), ce qui a conduit à un scandale et à une révision du programme nucléaire.

Développement des RDS-6

Le projet de la première bombe thermonucléaire soviétique s'appelait RDS-6. Le plan a été rédigé par l'éminent physicien Andrei Sakharov. En 1950, le Conseil des ministres de l'URSS a décidé de concentrer les travaux sur la création de nouvelles armes dans le KB-11. Conformément à cette décision, un groupe de scientifiques dirigé par Igor Tamm s'est rendu au site fermé d'Arzamas-16.

Surtout pour ça projet grandiose Le terrain d'essai de Semipalatinsk a été préparé. Avant le début des essais de la bombe à hydrogène, de nombreux instruments de mesure, de tournage et d'enregistrement y étaient installés. De plus, au nom des scientifiques, près de deux mille indicateurs y sont apparus. La zone touchée par l'essai de la bombe à hydrogène comprenait 190 structures.

L'expérience de Semipalatinsk était unique, non seulement en raison du nouveau type d'arme. Des prises d'eau uniques conçues pour les échantillons chimiques et radioactifs ont été utilisées. Seule une puissante onde de choc pourrait les ouvrir. Des instruments d'enregistrement et de tournage ont été installés dans des structures fortifiées spécialement préparées en surface et dans des bunkers souterrains.

Réveil

En 1946, Edward Teller, qui travaillait aux États-Unis, développa un prototype des RDS-6. Cela s'appelle Réveil. Le projet de cet appareil a été initialement proposé comme alternative au Super. En avril 1947, une série d'expériences débuta au laboratoire de Los Alamos visant à étudier la nature des principes thermonucléaires.

Les scientifiques s'attendaient à la plus grande libération d'énergie du réveil. À l’automne, Teller a décidé d’utiliser le deutéride de lithium comme combustible pour l’appareil. Les chercheurs n'avaient pas encore utilisé cette substance, mais s'attendaient à ce qu'elle améliore l'efficacité. Il est intéressant de noter que Teller a déjà souligné dans ses notes la dépendance du programme nucléaire à l'égard du développement ultérieur des ordinateurs. Cette technique était nécessaire aux scientifiques pour effectuer des calculs plus précis et plus complexes.

Le réveil et les RDS-6 avaient beaucoup en commun, mais ils différaient également à bien des égards. La version américaine n'était pas aussi pratique que la version soviétique en raison de sa taille. Il a hérité de sa grande taille du projet Super. Finalement, les Américains ont dû abandonner ce développement. Les dernières études ont eu lieu en 1954, après quoi il est devenu clair que le projet n'était pas rentable.

Explosion de la première bombe thermonucléaire

Premier arrivé L'histoire humain L'essai de la bombe à hydrogène a eu lieu le 12 août 1953. Le matin, un éclair brillant est apparu à l'horizon, aveuglant même à travers des lunettes de protection. L'explosion du RDS-6 s'est avérée 20 fois plus puissante qu'une bombe atomique. L'expérience a été considérée comme réussie. Les scientifiques ont pu réaliser une avancée technologique importante. Pour la première fois, l'hydrure de lithium a été utilisé comme combustible. Dans un rayon de 4 kilomètres autour de l'épicentre de l'explosion, la vague a détruit tous les bâtiments.

Les tests ultérieurs de la bombe à hydrogène en URSS étaient basés sur l'expérience acquise avec les RDS-6. Cette arme destructrice n’était pas seulement la plus puissante. Un avantage important La bombe était sa compacité. Le projectile a été placé dans un bombardier Tu-16. Le succès a permis aux scientifiques soviétiques de devancer les Américains. Aux États-Unis, il existait à cette époque un dispositif thermonucléaire de la taille d’une maison. Ce n'était pas transportable.

Lorsque Moscou a annoncé que la bombe à hydrogène de l'URSS était prête, Washington a contesté cette information. Le principal argument des Américains était que la bombe thermonucléaire devait être fabriquée selon le schéma Teller-Ulam. Il était basé sur le principe de l’implosion radioactive. Ce projet sera mis en œuvre en URSS deux ans plus tard, en 1955.

Le physicien Andrei Sakharov a apporté la plus grande contribution à la création des RDS-6. La bombe à hydrogène est son idée originale : c'est lui qui a proposé les solutions techniques révolutionnaires qui ont permis de mener à bien les tests sur le site d'essai de Semipalatinsk. Le jeune Sakharov est immédiatement devenu académicien à l'Académie des sciences de l'URSS, héros du travail socialiste et lauréat du prix Staline. D'autres scientifiques ont également reçu des prix et des médailles : Yuli Khariton, Kirill Shchelkin, Yakov Zeldovich, Nikolai Dukhov, etc. En 1953, le test d'une bombe à hydrogène a montré que la science soviétique peut surmonter ce qui semblait jusqu'à récemment être de la fiction et du fantastique. Par conséquent, immédiatement après l’explosion réussie des RDS-6, le développement de projectiles encore plus puissants a commencé.

RDS-37

Le 20 novembre 1955, les prochains essais d'une bombe à hydrogène eurent lieu en URSS. Cette fois, il s'agissait de deux étapes et correspondait au schéma Teller-Ulam. La bombe RDS-37 était sur le point d'être larguée depuis un avion. Cependant, lors du décollage, il est devenu clair que les tests devraient être effectués à situation d'urgence. Contrairement aux prévisions des météorologues, le temps s'est sensiblement détérioré, provoquant la couverture du terrain d'entraînement par des nuages denses.

Pour la première fois, des experts ont été contraints de faire atterrir un avion avec à son bord une bombe thermonucléaire. Pendant un certain temps, il y a eu une discussion au poste de commandement central sur la marche à suivre. Une proposition visant à larguer une bombe dans les montagnes voisines a été envisagée, mais cette option a été rejetée car trop risquée. Pendant ce temps, l’avion continuait de tourner près du site d’essai, à court de carburant.

Zeldovitch et Sakharov ont eu le dernier mot. Une bombe à hydrogène qui aurait explosé à l’extérieur du site d’essai aurait conduit à un désastre. Les scientifiques ont compris toute l'étendue du risque et de leur propre responsabilité, mais ils ont néanmoins confirmé par écrit que l'avion pourrait atterrir en toute sécurité. Enfin, le commandant de l'équipage du Tu-16, Fiodor Golovashko, a reçu l'ordre d'atterrir. L'atterrissage s'est déroulé en douceur. Les pilotes ont montré toutes leurs compétences et n'ont pas paniqué dans une situation critique. La manœuvre était parfaite. Le poste de commandement central poussa un soupir de soulagement.

Le créateur de la bombe à hydrogène, Sakharov, et son équipe ont survécu aux tests. La deuxième tentative était prévue le 22 novembre. Ce jour-là, tout s'est déroulé sans aucune situation d'urgence. La bombe a été larguée d'une hauteur de 12 kilomètres. Pendant que l'obus tombait, l'avion a réussi à s'éloigner Distance de sécurité de l'épicentre de l'explosion. Quelques minutes plus tard, le champignon nucléaire atteignait une hauteur de 14 kilomètres et son diamètre était de 30 kilomètres.

L'explosion ne s'est pas déroulée sans incidents tragiques. L'onde de choc a brisé du verre à une distance de 200 kilomètres, faisant plusieurs blessés. Une jeune fille qui vivait dans un village voisin est également décédée lorsque le plafond s'est effondré sur elle. Une autre victime était un soldat qui se trouvait dans une zone de détention spéciale. Le soldat s'est endormi dans la pirogue et est mort étouffé avant que ses camarades aient pu le sortir.

Développement du Tsar Bomba

En 1954, les meilleurs physiciens nucléaires du pays ont commencé, sous leur direction, à développer la bombe thermonucléaire la plus puissante de l'histoire de l'humanité. Andrei Sakharov, Viktor Adamsky, Yuri Babaev, Yuri Smirnov, Yuri Trutnev, etc. ont également participé à ce projet. En raison de sa puissance et de sa taille, la bombe est devenue connue sous le nom de « Tsar Bomba ». Les participants au projet ont rappelé plus tard que cette phrase était apparue après dicton célèbre Khrouchtchev à propos de la « Mère de Kuzka » à l’ONU. Officiellement, le projet s'appelait AN602.

Au cours de sept années de développement, la bombe a connu plusieurs réincarnations. Au début, les scientifiques envisageaient d'utiliser des composants issus de l'uranium et de la réaction Jekyll-Hyde, mais cette idée a ensuite dû être abandonnée en raison du risque de contamination radioactive.

Test sur Novaya Zemlya

Pendant un certain temps, le projet Tsar Bomba a été gelé, puisque Khrouchtchev se rendait aux États-Unis, et en guerre froide il y eut une courte pause. En 1961, le conflit entre les pays a repris et à Moscou, on s'est à nouveau souvenu des armes thermonucléaires. Khrouchtchev a annoncé les prochains tests en octobre 1961 lors du XXIIe Congrès du PCUS.

Le 30, un Tu-95B avec une bombe à bord décolle d'Olenya et se dirige vers Novaya Zemlya. L'avion a mis deux heures pour atteindre sa destination. Une autre bombe à hydrogène soviétique a été larguée à une altitude de 10 500 mètres au-dessus du site d'essais nucléaires de Sukhoi Nos. L'obus a explosé alors qu'il était encore en l'air. Une boule de feu est apparue, qui a atteint un diamètre de trois kilomètres et a presque touché le sol. Selon les calculs des scientifiques, l'onde sismique issue de l'explosion a traversé la planète trois fois. L'impact a été ressenti à des milliers de kilomètres et tout ce qui vivait à une distance de cent kilomètres pouvait subir des brûlures au troisième degré (cela ne s'est pas produit car la zone était inhabitée).

À cette époque, la bombe thermonucléaire américaine la plus puissante était quatre fois moins puissante que la Tsar Bomba. Les dirigeants soviétiques étaient satisfaits du résultat de l'expérience. Moscou a obtenu ce qu’elle voulait avec la prochaine bombe à hydrogène. Le test a démontré que l’URSS disposait d’armes beaucoup plus puissantes que les États-Unis. Par la suite, le record destructeur du « Tsar Bomba » n’a jamais été battu. L’explosion de la bombe à hydrogène la plus puissante a constitué une étape majeure dans l’histoire de la science et de la guerre froide.

Armes thermonucléaires d'autres pays

Le développement britannique de la bombe à hydrogène a commencé en 1954. Le chef de projet était William Penney, qui avait auparavant participé au projet Manhattan aux États-Unis. Les Britanniques disposaient de miettes d’informations sur la structure des armes thermonucléaires. Les alliés américains n’ont pas partagé cette information. À Washington, ils ont évoqué la loi sur énergie atomique, adopté en 1946. La seule exception pour les Britanniques était l'autorisation d'observer les tests. Ils ont également utilisé des avions pour collecter des échantillons laissés par les explosions d’obus américains.

Dans un premier temps, Londres a décidé de se limiter à la création d’une bombe atomique très puissante. C’est ainsi qu’ont commencé les essais d’Orange Messenger. Au cours de ces opérations, la bombe non thermonucléaire la plus puissante de l'histoire de l'humanité a été larguée. Son inconvénient était son coût excessif. Le 8 novembre 1957, une bombe à hydrogène est testée. L'histoire de la création des Britanniques appareil à deux étages- C'est un exemple de progrès réussi dans des conditions de retard par rapport à deux superpuissances qui se disputaient entre elles.

La bombe à hydrogène est apparue en Chine en 1967, en France en 1968. Ainsi, le club des pays possédant des armes thermonucléaires compte aujourd’hui cinq États. Les informations sur la bombe à hydrogène en Corée du Nord restent controversées. Le chef de la RPDC a déclaré que ses scientifiques étaient capables de développer un tel projectile. Lors des tests, les sismologues différents pays activité sismique enregistrée causée par explosion nucléaire. Mais non information spécifique Il n’y a toujours aucune nouvelle d’une bombe à hydrogène en RPDC.

Il y a 60 ans, le 1er mars 1954, les États-Unis faisaient exploser une bombe à hydrogène sur l'atoll de Bikini. La puissance de cette explosion était équivalente à l’explosion d’un millier de bombes larguées sur les villes japonaises d’Hiroshima et de Nagasaki. Il s’agit du test le plus puissant jamais réalisé aux États-Unis. La puissance estimée de la bombe était de 15 mégatonnes. Par la suite, aux États-Unis, l’augmentation de la puissance explosive de ces bombes a été jugée inappropriée.

À la suite de ce test, environ 100 millions de tonnes de sols contaminés ont été rejetées dans l'atmosphère. Des personnes ont également été blessées. L'armée américaine n'a pas reporté le test, sachant que le vent soufflait vers les îles habitées et que les pêcheurs risquaient d'être blessés. Les insulaires et les pêcheurs n'ont même pas été prévenus des tests et des dangers possibles.

Ainsi, le bateau de pêche japonais « Happy Dragon » (« Fukuryu Maru »), situé à 140 km de l'épicentre de l'explosion, a été exposé aux radiations, 23 personnes ont été blessées (plus tard 12 d'entre elles sont mortes). Selon le ministère japonais de la Santé, plus de 800 navires de pêche japonais ont été exposés à divers degrés de contamination à la suite du test Castle Bravo. Il y avait environ 20 000 personnes à bord. Les habitants des atolls de Rongelap et d'Ailinginae ont reçu de graves doses de radiations. Certains soldats américains ont également été blessés.

La communauté mondiale a exprimé son inquiétude face à une guerre de choc puissante et à des retombées radioactives. Plusieurs scientifiques éminents, dont Bertrand Russell, Albert Einstein et Frédéric Joliot-Curie, ont protesté. En 1957, dans la ville canadienne de Pugwash, s'est tenue la première conférence du mouvement scientifique dont le but était d'interdire essais nucléaires, réduire les risques de conflits armés et rechercher conjointement des solutions problèmes mondiaux(Mouvement Pugwash).

De l'histoire de la création de la bombe à hydrogène aux USA

Idée de bombe avec fusion thermonucléaire, initié par une charge atomique, a été exprimé en 1941. En mai 1941, le physicien Tokutaro Hagiwara de l'Université de Kyoto au Japon a suggéré la possibilité d'initier une réaction thermonucléaire entre noyaux d'hydrogène en utilisant une réaction explosive en chaîne de fission de noyaux d'uranium 235. Une idée similaire a été exprimée par l'éminent physicien italien Enrico Fermi en septembre 1941 à l'Université de Columbia. Il l'a expliqué à son collègue physicien américain Edouard Teller. Fermi et Teller ont ensuite suggéré la possibilité d'initier des réactions thermonucléaires dans un environnement de deutérium par une explosion nucléaire. Teller s'est inspiré de cette idée et lors de la mise en œuvre du projet Manhattan, il a consacré la majeure partie de son temps à travailler sur la création d'une bombe thermonucléaire.

Il faut dire qu’il était un véritable scientifique « militariste » qui prônait l’assurance de l’avantage américain dans le domaine des armes nucléaires. Le scientifique s'est opposé à l'interdiction des essais nucléaires dans trois environnements et a proposé de réaliser de nouveaux travaux pour créer des types efficaces atomique Il a préconisé le déploiement d'armes dans l'espace.

Un groupe de brillants scientifiques des États-Unis et d'Europe, qui ont travaillé au laboratoire de Los Alamos, lors des travaux de création d'armes nucléaires, ont également abordé les problèmes de la superbombe au deutérium. À la fin de 1945, un concept relativement holistique de « super classique » avait été créé. On pensait que le flux de neutrons sortant de la bombe atomique primaire à base d'uranium 235 pourrait provoquer une détonation dans un cylindre de deutérium liquide (à travers une chambre intermédiaire avec un mélange DT). Emil Konopinsky a proposé d'ajouter du tritium au deutérium pour réduire la température d'inflammation. En 1946, Klaus Fuchs, avec la participation de John Von Neumann, proposa d'utiliser nouveau système initiation. Il comprenait un assemblage secondaire supplémentaire d'un mélange liquide DT, qui s'est enflammé à la suite du rayonnement de la bombe atomique primaire.

Le collaborateur de Teller, le mathématicien polonais Stanislaw Ulam, a fait des propositions permettant de transférer le développement d'une bombe thermonucléaire à un niveau pratique. Ainsi, pour initier la fusion thermonucléaire, il proposa de compresser combustible thermonucléaire avant de le chauffer, en utilisant la réaction de fission primaire et en plaçant la charge thermonucléaire séparément du composant nucléaire primaire. Sur la base de ces calculs, Teller a suggéré que les rayons X et gamma provoqués par l'explosion primaire seraient capables de transférer suffisamment d'énergie au composant secondaire pour déclencher une réaction thermonucléaire.

En janvier 1950, le président américain Harry Truman annonçait que les États-Unis travailleraient sur tous les types d’armes atomiques, y compris la bombe à hydrogène (« superbombe »). Il a été décidé de réaliser les premiers essais sur le terrain avec des réactions thermonucléaires en 1951. Ainsi, ils prévoyaient de tester la bombe atomique « renforcée » « Point », ainsi que le modèle « super classique » avec un compartiment initiateur binaire. Ce test s'appelait "George" (l'appareil lui-même s'appelait "Cylinder"). En préparation du test de George, le principe classique de construction d'un dispositif thermonucléaire a été utilisé, dans lequel l'énergie de la bombe atomique primaire est conservée et utilisée pour comprimer et initier un deuxième composant avec du combustible thermonucléaire.

Le 9 mai 1951, le test George est réalisé. La première petite flamme thermonucléaire a éclaté sur Terre. En 1952, la construction d’une usine de lithium-6 a commencé. En 1953, la production démarre.

En septembre 1951, Los Alamos décide de développer le dispositif thermonucléaire Mike. Le 1er novembre 1952, un engin explosif thermonucléaire a été testé sur l'atoll d'Enewetak. La puissance de l'explosion a été estimée à 10-12 mégatonnes d'équivalent TNT. Le deutérium liquide était utilisé comme combustible pour la fusion thermonucléaire. L'idée d'un appareil à deux étages avec une configuration Teller-Ulam a porté ses fruits. L'appareil se composait d'une charge nucléaire conventionnelle et d'un conteneur cryogénique contenant un mélange de deutérium et de tritium liquides. La « bougie d’allumage » de la réaction thermonucléaire était une tige de plutonium située au centre du réservoir cryogénique. Le test a réussi.

Cependant, il y avait un problème : la superbombe a été conçue dans une version non transportable. Le poids total de la structure dépassait les 70 tonnes. Il ne pouvait pas être utilisé pendant la guerre. La tâche principaleétait la création d’armes thermonucléaires transportables. Pour ce faire, il fallait accumuler une quantité suffisante de lithium-6. Une somme suffisante avait été accumulée au printemps 1954.

Le 1er mars 1954, les Américains réalisent un nouvel essai thermonucléaire, Castle Bravo, sur l'atoll de Bikini. Le deutéride de lithium était utilisé comme combustible thermonucléaire. Il s'agissait d'une charge à deux étages : une charge atomique initiatrice et un combustible thermonucléaire. Le test a été considéré comme réussi. Bien qu'ils se soient trompés sur la puissance de l'explosion. Il était bien plus puissant que prévu.

D'autres tests ont permis d'améliorer la charge thermonucléaire. Le 21 mai 1956, la première bombe est larguée depuis un avion. La masse de la charge a été réduite, ce qui a permis de rendre la bombe plus petite. En 1960, les États-Unis étaient capables de créer des ogives de classe mégatonne, qui étaient déployées sur des sous-marins nucléaires.

Ivy Mike - le premier essai atmosphérique d'une bombe à hydrogène réalisé par les États-Unis sur l'atoll d'Eniwetak le 1er novembre 1952.

Il y a 65 ans, l’Union soviétique faisait exploser sa première bombe thermonucléaire. Comment fonctionne cette arme, que peut-elle faire et que ne peut-elle pas faire ? Le 12 août 1953, la première bombe thermonucléaire « pratique » explose en URSS. Nous vous raconterons l'histoire de sa création et déterminerons s'il est vrai que de telles munitions ne polluent guère l'environnement, mais peuvent détruire le monde.

L'idée des armes thermonucléaires, où les noyaux des atomes sont fusionnés plutôt que divisés, comme dans une bombe atomique, est apparue au plus tard en 1941. Cette idée est venue à l’esprit des physiciens Enrico Fermi et Edward Teller. À peu près à la même époque, ils s’impliquèrent dans le projet Manhattan et contribuèrent à créer les bombes larguées sur Hiroshima et Nagasaki. Concevoir une arme thermonucléaire s’est avéré beaucoup plus difficile.

Vous pouvez à peu près comprendre à quel point une bombe thermonucléaire est plus compliquée qu'une bombe nucléaire par le fait que les centrales nucléaires en état de marche sont monnaie courante depuis longtemps, et que les centrales thermonucléaires fonctionnelles et pratiques relèvent encore de la science-fiction.

Pour que les noyaux atomiques fusionnent entre eux, ils doivent être chauffés à des millions de degrés. Les Américains ont breveté la conception d'un dispositif qui permettrait de réaliser cela en 1946 (le projet s'appelait officieusement Super), mais ils ne s'en sont souvenus que trois ans plus tard, lorsque l'URSS a testé avec succès une bombe nucléaire.

Président des États-Unis Harry Truman a déclaré qu’il fallait répondre à la percée soviétique par « ce qu’on appelle la superbombe à hydrogène ».

En 1951, les Américains assemblèrent l'appareil et effectuèrent des tests sous le nom de code « George ». Le design était un tore – en d’autres termes, un beignet – avec des isotopes lourds d’hydrogène, de deutérium et de tritium. Ils ont été choisis parce que ces noyaux sont plus faciles à fusionner que les noyaux d’hydrogène ordinaires. Le détonateur était une bombe nucléaire. L'explosion a comprimé le deutérium et le tritium, ils ont fusionné, ont donné un flux de neutrons rapides et ont enflammé la plaque d'uranium. Dans une bombe atomique conventionnelle, il n’y a pas de fission : il n’y a que des neutrons lents, qui ne peuvent pas provoquer la fission d’un isotope stable de l’uranium. Bien que l’énergie de fusion nucléaire représentait environ 10 % de l’énergie totale de l’explosion de George, « l’allumage » de l’uranium 238 a permis à l’explosion d’être deux fois plus puissante que d’habitude, jusqu’à 225 kilotonnes.

Grâce à l'uranium supplémentaire, l'explosion était deux fois plus puissante qu'avec une bombe atomique conventionnelle. Mais la fusion thermonucléaire ne représente que 10 % de l’énergie libérée : des tests ont montré que les noyaux d’hydrogène n’étaient pas suffisamment comprimés.

Ensuite, le mathématicien Stanislav Ulam a proposé une approche différente : un fusible nucléaire à deux étages. Son idée était de placer un crayon de plutonium dans la zone « hydrogène » de l’appareil. L'explosion du premier fusible a « enflammé » le plutonium, deux ondes de choc et deux flux de rayons X sont entrés en collision - la pression et la température ont suffisamment augmenté pour que la fusion thermonucléaire puisse commencer. Le nouvel appareil a été testé sur l'atoll d'Enewetak dans l'océan Pacifique en 1952 - la puissance explosive de la bombe était déjà de dix mégatonnes de TNT.

Cependant, cet appareil ne convenait pas non plus à une utilisation comme arme militaire.

Pour que les noyaux d'hydrogène fusionnent, la distance entre eux doit être minimale, c'est pourquoi le deutérium et le tritium ont été refroidis à état liquide, presque à zéro absolu. Cela nécessitait une énorme installation cryogénique. Le deuxième dispositif thermonucléaire, essentiellement une modification agrandie de « George », pesait 70 tonnes – on ne pouvait pas le larguer depuis un avion.

L'URSS a commencé à développer une bombe thermonucléaire plus tard : le premier projet n'a été proposé par les développeurs soviétiques qu'en 1949. Il était censé utiliser du deutéride de lithium. C'est du métal solide, il n'a pas besoin d'être liquéfié, et donc un réfrigérateur encombrant, comme dans la version américaine, n'était plus nécessaire. Tout aussi important, le lithium-6, lorsqu'il est bombardé par les neutrons issus de l'explosion, a produit de l'hélium et du tritium, ce qui simplifie encore la fusion ultérieure des noyaux.

La bombe RDS-6 était prête en 1953. Contrairement aux dispositifs thermonucléaires américains et modernes, il ne contenait pas de barreau de plutonium. Ce schéma est connu sous le nom de « bouffée » : des couches de deutérure de lithium étaient intercalées avec des couches d'uranium. Le 12 août, le RDS-6 a été testé sur le site de test de Semipalatinsk.

La puissance de l'explosion était de 400 kilotonnes de TNT, soit 25 fois moins que lors de la deuxième tentative américaine. Mais les RDS-6 pourraient être largués depuis les airs. La même bombe allait être utilisée sur des missiles balistiques intercontinentaux. Et déjà en 1955, l'URSS a amélioré son idée thermonucléaire en l'équipant d'un barreau de plutonium.

Aujourd'hui, presque tous les dispositifs thermonucléaires - apparemment même ceux de la Corée du Nord - sont un croisement entre les premiers systèmes soviétiques et Modèles américains. Ils utilisent tous du deutérure de lithium comme combustible et l'enflamment avec un détonateur nucléaire à deux étages.

Comme le montrent les fuites, même l'ogive thermonucléaire américaine la plus moderne, la W88, est similaire au RDS-6c : des couches de deutérure de lithium sont intercalées avec de l'uranium.

La différence est que les munitions thermonucléaires modernes ne sont pas des monstres de plusieurs mégatonnes comme la Tsar Bomba, mais des systèmes d'une puissance de plusieurs centaines de kilotonnes, comme les RDS-6. Personne n'a d'ogives mégatonnes dans ses arsenaux, car, militairement, une douzaine d'ogives moins puissantes ont plus de valeur qu'une ogive puissante : cela permet d'atteindre plus de cibles.

Des techniciens travaillent avec une ogive thermonucléaire américaine W80

Ce qu'une bombe thermonucléaire ne peut pas faire

L’hydrogène est un élément extrêmement courant ; il y en a suffisamment dans l’atmosphère terrestre.

À une certaine époque, la rumeur courait qu'une explosion thermonucléaire suffisamment puissante pourrait déclencher une réaction en chaîne et que tout l'air de notre planète brûlerait. Mais c'est un mythe.

L’hydrogène non seulement gazeux, mais aussi liquide, n’est pas suffisamment dense pour que la fusion thermonucléaire puisse commencer. Il doit être comprimé et chauffé par une explosion nucléaire, de préférence de différents côtés, comme cela se fait avec un fusible à deux étages. De telles conditions n’existent pas dans l’atmosphère, les réactions de fusion nucléaire autonomes y sont donc impossibles.

Ce n’est pas la seule idée fausse concernant les armes thermonucléaires. On dit souvent qu’une explosion est « plus propre » qu’une explosion nucléaire : on dit que lorsque les noyaux d’hydrogène fusionnent, il y a moins de « fragments » – de dangereux noyaux atomiques à courte durée de vie qui produisent une contamination radioactive – que lors de la fission des noyaux d’uranium.

Cette idée fausse repose sur le fait que lors d’une explosion thermonucléaire, la majeure partie de l’énergie serait libérée en raison de la fusion des noyaux. Ce n'est pas vrai. Oui, la Tsar Bomba était comme ça, mais uniquement parce que sa « gaine » d’uranium avait été remplacée par du plomb pour les tests. Les fusibles modernes à deux étages entraînent une contamination radioactive importante.

La zone de destruction totale possible par le Tsar Bomba, tracée sur le plan de Paris. Le cercle rouge est la zone de destruction complète (rayon 35 km). Le cercle jaune a la taille de la boule de feu (rayon 3,5 km).

Il est vrai qu’il y a encore une part de vérité dans le mythe de la bombe « propre ». Prenez la meilleure ogive thermonucléaire américaine, la W88. Quand ça explose hauteur optimale au-dessus de la ville, la zone de destruction sévère coïncidera pratiquement avec la zone de dommages radioactifs, dangereux pour la vie. Il y aura très peu de décès dus au mal des radiations : les gens mourront à cause de l’explosion elle-même, et non à cause des radiations.

Un autre mythe dit que le thermo arme nucléaire capable de détruire toute la civilisation humaine, et même la vie sur Terre. Ceci est également pratiquement exclu. L'énergie de l'explosion est distribuée en trois dimensions. Par conséquent, avec une augmentation de la puissance des munitions mille fois, le rayon d'action destructeur n'augmente que dix fois - une ogive mégatonne a un rayon de destruction seulement dix fois supérieur à une ogive tactique d'une kilotonne.

Il y a 66 millions d’années, un impact d’astéroïde a entraîné l’extinction de la plupart des animaux et plantes terrestres. La puissance d'impact était d'environ 100 millions de mégatonnes, soit 10 000 fois plus que la puissance totale de tous les arsenaux thermonucléaires de la Terre. Il y a 790 000 ans, un astéroïde est entré en collision avec la planète, l'impact a été d'un million de mégatonnes, mais aucune trace d'extinction, même modérée (y compris notre genre Homo), ne s'est produite par la suite. La vie en général et les gens sont beaucoup plus forts qu’il n’y paraît.

La vérité sur les armes thermonucléaires n’est pas aussi populaire que les mythes. Aujourd'hui, la situation est la suivante : les arsenaux thermonucléaires composés d'ogives compactes de puissance moyenne assurent un équilibre stratégique fragile, grâce auquel personne ne peut librement équiper d'autres pays du monde d'armes atomiques. La peur d’une réponse thermonucléaire est un moyen de dissuasion plus que suffisant.

Comment les physiciens soviétiques ont fabriqué la bombe à hydrogène, quels étaient les avantages et les inconvénients de cette terrible arme, lisez 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 secrètement dans la course, abandonnèrent bombes nucléaires malheureusement villes célèbres Hiroshima et 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 se trouvait le futur lauréat prix Nobel monde 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 deutéride de lithium, ce qui a considérablement simplifié la conception de la charge et son fonctionnement. Avantage supplémentaireétait qu'à partir du lithium, après bombardement de neutrons, on obtient 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 leur quantité finale étaient également très importantes 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 était 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

Wikimédia Commons

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 perceptible à l'œil nu dans des lunettes de soleil: seule la poussière reste des bâtiments survivants et restaurés après l'essai de la bombe à hydrogène.

Il existe un nombre considérable de clubs politiques différents dans le monde. Le G7, maintenant le G20, les BRICS, l’OCS, l’OTAN, l’Union européenne, dans une certaine mesure. Cependant, aucun de ces clubs ne peut se vanter d’avoir une fonction unique : la capacité de détruire le monde tel que nous le connaissons. Le « club nucléaire » a des capacités similaires.

Aujourd’hui, 9 pays possèdent des armes nucléaires :

Russie;
Grande Bretagne;
France;
Inde
Pakistan;
Israël;
RPDC.

Les pays sont classés selon qu'ils acquièrent des armes nucléaires dans leur arsenal. Si la liste était classée selon le nombre d'ogives, la Russie occuperait la première place avec ses 8 000 unités, dont 1 600 peuvent déjà être lancées. Les États n'ont que 700 unités de retard, mais ils disposent de 320 charges supplémentaires. Le « club nucléaire » est un concept purement relatif, en fait, il n'y a pas de club. Il existe un certain nombre d'accords entre pays sur la non-prolifération et la réduction des stocks d'armes nucléaires.

Comme nous le savons, les premiers essais de la bombe atomique ont été effectués par les États-Unis en 1945. Cette arme a été testée sur le terrain pendant la Seconde Guerre mondiale sur des habitants des villes japonaises d'Hiroshima et de Nagasaki. Ils fonctionnent selon le principe de division. Lors de l'explosion, une réaction en chaîne se déclenche, qui provoque la fission des noyaux en deux, accompagnée d'une libération d'énergie. L'uranium et le plutonium sont principalement utilisés pour cette réaction. Nos idées sur la composition des bombes nucléaires sont liées à ces éléments. Puisque l’uranium n’existe dans la nature que sous la forme d’un mélange de trois isotopes, dont un seul est capable de supporter une telle réaction, il est nécessaire de l’enrichir. L’alternative est le plutonium 239, qui n’est pas présent naturellement et doit être produit à partir d’uranium.

Si une réaction de fission se produit dans une bombe à l'uranium, alors une réaction de fusion se produit dans une bombe à hydrogène - c'est l'essence même de la différence entre une bombe à hydrogène et une bombe atomique. Nous savons tous que le soleil nous donne de la lumière, de la chaleur et, pourrait-on dire, de la vie. Les mêmes processus qui se produisent au soleil peuvent facilement détruire des villes et des pays. L'explosion d'une bombe à hydrogène est générée par la synthèse de noyaux légers, ce qu'on appelle la fusion thermonucléaire. Ce « miracle » est possible grâce aux isotopes de l’hydrogène – le deutérium et le tritium. C’est d’ailleurs pour cela que la bombe est appelée bombe à hydrogène. Vous pouvez également voir le nom de « bombe thermonucléaire », en raison de la réaction qui est à la base de cette arme.

Après que le monde ait constaté le pouvoir destructeur des armes nucléaires, en août 1945, l’URSS s’est lancée dans une course qui a duré jusqu’à son effondrement. Les États-Unis ont été les premiers à créer, tester et utiliser des armes nucléaires, les premiers à faire exploser une bombe à hydrogène, mais l'URSS peut être créditée de la première production d'une bombe à hydrogène compacte, qui peut être livrée à l'ennemi régulièrement. -16. La première bombe américaine avait la taille d’une maison à trois étages ; une bombe à hydrogène de cette taille serait de peu d’utilité. Les Soviétiques ont déjà reçu de telles armes en 1952, tandis que la première bombe « adéquate » des États-Unis n'a été adoptée qu'en 1954. Si vous regardez en arrière et analysez les explosions de Nagasaki et d'Hiroshima, vous pouvez conclure qu'elles n'étaient pas si puissantes. . Au total, deux bombes ont détruit les deux villes et tué, selon diverses sources, jusqu'à 220 000 personnes. Un bombardement massif de Tokyo pourrait tuer entre 150 et 200 000 personnes par jour, même sans armes nucléaires. C'est lié à batterie faible les premières bombes ne contenaient que quelques dizaines de kilotonnes de TNT. Les bombes à hydrogène ont été testées dans le but de vaincre 1 mégatonne ou plus.

D'abord Bombe soviétique a été testé avec une application de 3 Mt, mais au final ils ont testé 1,6 Mt.

La bombe à hydrogène la plus puissante a été testée par les Soviétiques en 1961. Sa capacité a atteint 58-75 Mt, avec les 51 Mt déclarées. « Tsar » a plongé le monde dans un léger choc, au sens littéral du terme. Onde de choc fait trois fois le tour de la planète. Sur le terrain d'entraînement ( Nouvelle terre) il ne restait plus une seule colline, l'explosion a été entendue à une distance de 800 km. La boule de feu a atteint un diamètre de près de 5 km, le « champignon » a grandi de 67 km et le diamètre de sa calotte était de près de 100 km. Les conséquences d'une telle explosion en grande ville difficile à imaginer. Selon de nombreux experts, c'est le test d'une bombe à hydrogène d'une telle puissance (les États avaient à l'époque des bombes quatre fois moins puissantes) qui a constitué la première étape vers la signature divers accords interdire les armes nucléaires, les tester et réduire la production. Pour la première fois, le monde a commencé à réfléchir à sa propre sécurité, qui était véritablement menacée.

Comme mentionné précédemment, le principe de fonctionnement d'une bombe à hydrogène repose sur une réaction de fusion. La fusion thermonucléaire est le processus de fusion de deux noyaux en un seul, avec formation d'un troisième élément, libération d'un quatrième et d'énergie. Les forces qui repoussent les noyaux sont énormes, donc pour que les atomes se rapprochent suffisamment pour fusionner, la température doit être tout simplement énorme. Les scientifiques s'interrogent depuis des siècles sur la fusion thermonucléaire froide, essayant, pour ainsi dire, de ramener la température de fusion à la température ambiante, idéalement. Dans ce cas, l’humanité aura accès à l’énergie du futur. Quant à la réaction thermonucléaire actuelle, pour la démarrer, il faut encore allumer un soleil miniature ici sur Terre - les bombes utilisent généralement une charge d'uranium ou de plutonium pour démarrer la fusion.

Outre les conséquences décrites ci-dessus de l'utilisation d'une bombe de plusieurs dizaines de mégatonnes, une bombe à hydrogène, comme toute arme nucléaire, a un certain nombre de conséquences liées à son utilisation. Certains ont tendance à croire que la bombe à hydrogène est une « arme plus propre » qu’une bombe conventionnelle. Peut-être que cela a quelque chose à voir avec le nom. Les gens entendent le mot « eau » et pensent qu’il est lié d’une manière ou d’une autre à l’eau et à l’hydrogène, et que les conséquences ne sont donc pas si désastreuses. En fait, ce n’est certainement pas le cas, car l’action d’une bombe à hydrogène repose sur des substances extrêmement radioactives. Il est théoriquement possible de fabriquer une bombe sans charge d'uranium, mais cela n'est pas pratique en raison de la complexité du processus, de sorte que la réaction de fusion pure est « diluée » avec de l'uranium pour augmenter la puissance. Dans le même temps, la quantité de retombées radioactives augmente jusqu'à 1 000 %. Tout ce qui tombe dans la boule de feu sera détruit, la zone située dans le rayon touché deviendra inhabitable pendant des décennies. Les retombées radioactives peuvent nuire à la santé des personnes situées à des centaines, voire des milliers de kilomètres. Des nombres spécifiques et la zone d'infection peuvent être calculés en connaissant la force de la charge.

Cependant, la destruction de villes n’est pas la pire chose qui puisse arriver « grâce » aux armes. destruction massive. Après guerre nucléaire le monde ne sera pas complètement détruit. Des milliers de grandes villes, des milliards de personnes resteront sur la planète et seul un petit pourcentage de territoires perdra leur statut « habitable ». DANS long terme le monde entier sera menacé par ce qu’on appelle « l’hiver nucléaire ». La détonation de l’arsenal nucléaire du « club » pourrait déclencher la libération dans l’atmosphère de suffisamment de substances (poussière, suie, fumée) pour « réduire » la luminosité du soleil. Le linceul, qui pourrait s’étendre à la planète entière, détruirait les récoltes pendant plusieurs années, provoquant la famine et un déclin inévitable de la population. Il y a déjà eu une « année sans été » dans l’histoire, après une éruption volcanique majeure en 1816, un hiver nucléaire semble donc plus que possible. Encore une fois, selon la façon dont la guerre se déroule, nous pourrions avoir les types suivants changement climatique mondial :

un refroidissement de 1 degré passera inaperçu ;
automne nucléaire - un refroidissement de 2 à 4 degrés, de mauvaises récoltes et une formation accrue d'ouragans sont possibles ;
un analogue de « l'année sans été » - lorsque la température a chuté de manière significative, de plusieurs degrés en un an ;
Petit âge glaciaire – les températures pourraient chuter de 30 à 40 degrés pendant une période de temps significative et s'accompagneraient d'un dépeuplement d'un certain nombre de zones du nord et de mauvaises récoltes ;
période glaciaire - développement de petits âge de glace quand la réflexion rayons de soleil de la surface peut atteindre un certain point critique et la température continuera à baisser, la seule différence est la température ;
le refroidissement irréversible est une version très triste de la période glaciaire qui, sous l'influence de nombreux facteurs, transformera la Terre en une nouvelle planète.

La théorie de l’hiver nucléaire a été constamment critiquée et ses implications semblent quelque peu exagérées. Cependant, il n’y a aucune raison de douter de son offensive inévitable dans tout conflit mondial impliquant l’utilisation de bombes à hydrogène.

La guerre froide est derrière nous depuis longtemps et l’hystérie nucléaire n’est visible que dans les vieux films hollywoodiens et sur les couvertures de magazines et de bandes dessinées rares. Malgré cela, nous pourrions être au bord d’un conflit nucléaire, quoique mineur, mais grave. Tout cela grâce à Kim Jong-un, amoureux des fusées et héros de la lutte contre les ambitions impérialistes américaines. La bombe à hydrogène de la RPDC est encore un objet hypothétique ; seules des preuves indirectes parlent de son existence. Bien sûr, le gouvernement Corée du Nord rapporte constamment qu'ils ont réussi à fabriquer de nouvelles bombes, mais jusqu'à présent, personne ne les a vus en direct. Naturellement, les États et leurs alliés – Japon et Corée du Sud – sont un peu plus préoccupés par la présence, même hypothétique, de telles armes en RPDC. La réalité est que ce moment La RPDC ne dispose pas de suffisamment de technologie pour réussir à attaquer les États-Unis, ce qu'elle annonce chaque année au monde entier. Même une attaque contre le Japon voisin ou le Sud pourrait ne pas être très réussie, voire pas du tout, mais chaque année, le danger d'un nouveau conflit dans la péninsule coréenne augmente.