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Comment fonctionne la bombe à hydrogène

Как работает водородная бомба

Une arme thermonucléaire (bombe à hydrogène) est un type d’arme nucléaire dont la force destructive est basée sur l’utilisation de l’énergie de la réaction de synthèse nucléaire d’éléments légers en éléments plus lourds (par exemple, la synthèse d’un noyau d’atome d’hélium à partir de deux noyaux d’atomes de deutérium), qui libère une énorme quantité d’énergie.

Possédant les mêmes facteurs de dommage que les armes nucléaires, les armes thermonucléaires ont un potentiel d’explosion beaucoup plus important (théoriquement, elles ne sont limitées que par le nombre de composants disponibles). Il convient de noter que l'affirmation souvent citée selon laquelle la contamination radioactive provoquée par une explosion thermonucléaire est beaucoup plus faible que par une contamination atomique, concerne les réactions de fusion qui ne sont utilisées qu'en conjonction avec des réactions de fission beaucoup plus "sales". Le terme «arme propre», qui est apparu dans la littérature anglaise, n’était plus utilisé à la fin des années 1970. En fait, tout dépend du type de réaction utilisé dans un produit donné. Ainsi, l'inclusion d'éléments d'uranium-238 dans la charge thermonucléaire (dans ce cas, l'uranium 238 utilisé est fondue par des neutrons rapides et produit des fragments radioactifs. Les neutrons produisent eux-mêmes une radioactivité induite) peuvent augmenter de manière significative (jusqu'à cinq fois) la puissance totale d'explosion, mais également de manière significative ( 5-10 fois) augmente la quantité de retombées radioactives.

Tout le monde a entendu la mauvaise nouvelle de décembre: les essais réussis de la bombe à hydrogène par la Corée du Nord ont été achevés. Kim Jong-un n'a pas manqué d'indiquer (directement) qu'il était prêt à tout moment à passer l'arme de la défensive à l'offensive, ce qui a provoqué une émotion sans précédent dans la presse du monde entier. Cependant, certains optimistes ont déclaré la falsification des tests: ils disent que l'ombre du Juche tombe au mauvais endroit et que quelque chose n'est pas visible, des retombées radioactives. Mais pourquoi la présence d’une bombe à hydrogène par l’agresseur est-elle un facteur si important pour les pays libres, car même les ogives nucléaires en abondance que possède la Corée du Nord n’ont jamais fait peur à personne?

Description générale

Un engin explosif thermonucléaire peut être construit en utilisant du deutérium liquide ou un comprimé gazeux. Mais l'apparition d'armes thermonucléaires n'est devenue possible que grâce à une variété d'hydrure de lithium - lithium-6 deutéride. C'est un composé de l'isotope lourd de l'hydrogène - l'isotope du deutérium et du lithium avec un nombre massique de 6.

Le deutéride de lithium-6 est une substance solide qui vous permet de stocker du deutérium (dont l'état normal est gazeux) à des températures positives. De plus, son second composant, le lithium-6, est la matière première permettant d'obtenir le plus rare isotope de l'hydrogène: le tritium. En réalité, 6Li est la seule source industrielle de production de tritium:

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Dans les premières armes thermonucléaires des États-Unis, on utilisait également du deutéride de lithium naturel, contenant principalement l'isotope de lithium d'un nombre massique de 7. Il sert également de source de tritium; toutefois, les neutrons impliqués dans la réaction doivent avoir une énergie de 10 MeV et plus.

Les munitions thermonucléaires existent à la fois sous forme de bombes aériennes (bombes à hydrogène ou thermonucléaires) et d’ogives pour missiles balistiques et de croisière.

La bombe thermonucléaire, fonctionnant sur le principe du Teller-Ulam, comprend deux étapes: un déclencheur et un conteneur avec du combustible thermonucléaire.

Un déclencheur est une petite charge nucléaire de plutonium avec amplification (arme de fission renforcée (Ing.) Russe) d’une capacité de plusieurs kilotonnes. L’objectif de la gâchette est de créer les conditions nécessaires au lancement d’une réaction thermonucléaire - température et pression élevées.

Un conteneur de combustible thermonucléaire est l'élément principal de la bombe. Il contient à l'intérieur un combustible thermonucléaire - lithium-6 deutéride - et un crayon de plutonium situé le long de l'axe du conteneur, qui joue le rôle d'une fusion de la réaction thermonucléaire. L'enveloppe du conteneur peut être constituée à la fois d'uranium 238 - une substance qui est fissionnée par des neutrons rapides (> 0,5 MeV) libérés lors de la réaction de synthèse et de plomb. Le conteneur est recouvert d'une couche d'absorbeur de neutrons (composés de bore) afin de protéger le combustible thermonucléaire d'un échauffement prématuré par les flux de neutrons après une explosion déclencheuse. La gâchette et le conteneur coaxiaux sont coulés dans une matière plastique spéciale qui dirige le rayonnement de la gâchette au conteneur et sont placés dans un corps de bombe en acier ou en aluminium.

Il est possible que la deuxième étape ne soit pas sous la forme d'un cylindre, mais sous la forme d'une sphère. Le principe de fonctionnement est le même, mais au lieu d’une tige d’allumage au plutonium, on utilise une sphère creuse de plutonium située à l’intérieur et parsemée de couches de deutéride de lithium-6. Les essais nucléaires de bombes de forme sphérique du deuxième étage ont montré une efficacité supérieure à celle de bombes utilisant une forme cylindrique du deuxième étage.

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La fusion des noyaux de deutérium et de tritium

Lors de l’explosion d’un déclencheur, 80% de l’énergie est libérée sous forme d’une puissante impulsion de rayons X mous, absorbée par la coque du second étage et le matériau de remplissage plastique, qui se transforme alors en un plasma à haute température et sous haute pression. À la suite d'un échauffement brutal de la coquille d'uranium (plomb), la substance de la coquille est éliminée et une poussée réactive apparaît qui, avec les pressions de la lumière et du plasma, comprime le deuxième étage. Dans le même temps, son volume diminue de plusieurs milliers de fois et le combustible thermonucléaire est chauffé à des températures extrêmes. Cependant, la pression et la température sont encore insuffisantes pour déclencher la réaction thermonucléaire: la création des conditions nécessaires est assurée par la tige de plutonium qui, à la suite de la compression, passe à l'état surcritique - une réaction nucléaire commence à l'intérieur du conteneur. Les neutrons émis par une tige de plutonium à la suite de la fission de noyaux de plutonium interagissent avec les noyaux de lithium 6, produisant ainsi du tritium, qui interagit ensuite avec le deutérium.

Comment fonctionne la bombe à hydrogène
  • Une ogive avant une explosion; la première étape ci-dessus, la deuxième étape ci-dessous. Les deux composants d'une bombe thermonucléaire.
  • B Une substance explosive sape la première étape en comprimant le noyau de plutonium à un état supercritique et en initiant une réaction de fission en chaîne.
  • C Au cours du processus de division, une impulsion de rayons X se produit dans la première étape, qui se propage le long de la partie interne de la coque et pénètre à travers la charge de polystyrène expansée.
  • D La deuxième étape est comprimée à cause de l'ablation (évaporation) due aux rayons X. La tige de plutonium à l'intérieur de la deuxième étape passe dans un état supercritique, déclenchant une réaction en chaîne générant une énorme quantité de chaleur.
  • E Dans un deutéride de lithium-6 comprimé et chauffé, une réaction de fusion se produit, le flux de neutrons émis initie la réaction de fission de sabotage. La boule de feu se dilate ...

Si la coque du conteneur était en uranium naturel, les neutrons rapides formés à la suite de la réaction de synthèse provoquent des réactions de fission des atomes d’uranium 238 qu’il contient, ajoutant ainsi leur énergie à l’énergie totale de l’explosion. De cette manière, une explosion thermonucléaire de puissance presque illimitée est créée, car d’autres couches de deutéride de lithium et d’uranium 238 (bouffée) peuvent également être situées derrière la coque.

Qu'est-ce qu'une bombe à hydrogène

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La bombe à hydrogène, également appelée bombe à hydrogène ou HB, est une arme d’une puissance de destruction incroyable, dont la puissance est mesurée en mégatonnes de TNT. Le principe d'action de HB est basé sur l'énergie produite par la fusion thermonucléaire de noyaux d'hydrogène - c'est exactement le même processus qui se produit sur le Soleil.

Quelle est la différence entre une bombe à hydrogène et une bombe atomique?

Как работает водородная бомба

La fusion thermonucléaire - le processus qui se produit lors de la détonation d'une bombe à hydrogène - est le type d'énergie le plus puissant disponible pour l'humanité. À des fins pacifiques, nous n'avons pas encore appris à l'utiliser, mais nous l'avons adapté à l'armée. Cette réaction thermonucléaire, similaire à celle observée sur les étoiles, libère un flux d'énergie incroyable. Cependant, l'énergie atomique est obtenue à partir de la fission du noyau atomique, de sorte que l'explosion d'une bombe atomique est beaucoup plus faible.

Premier test

Et l'Union soviétique à nouveau devant de nombreux participants à la course de la guerre froide. La première bombe à hydrogène, fabriquée sous la direction du brillant Sakharov, a été testée sur le terrain d’entraînement secret de Semipalatinsk - et, pour le dire gentiment, a impressionné non seulement les scientifiques, mais également les éclaireurs occidentaux.

Onde de choc

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L’effet destructeur direct de la bombe à hydrogène est l’onde de choc la plus puissante et la plus intense qui soit. Sa puissance dépend de la taille de la bombe elle-même et de la hauteur à laquelle la charge a explosé.

Effet thermique

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Une bombe à hydrogène de seulement 20 mégatonnes (la plus grosse bombe testée à ce jour mesure 58 mégatonnes) génère une énorme quantité d’énergie thermique: du béton fondu dans un rayon de cinq kilomètres du site de la coque d’essai. Dans un rayon de neuf kilomètres, tous les êtres vivants seront détruits, ni l'équipement ni les bâtiments ne subsisteront. Le diamètre de l'entonnoir formé par l'explosion dépassera deux kilomètres et sa profondeur fluctuera autour de cinquante mètres.

Boule de feu

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Les plus spectaculaires qui suivent l’explosion donneront aux observateurs une énorme boule de feu: des tempêtes enflammées déclenchées par la détonation d’une bombe à hydrogène se soutiendront, attirant de plus en plus de matériaux combustibles dans l’entonnoir.

Contamination par radiation

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Mais la conséquence la plus dangereuse de l’explosion sera bien sûr la contamination par les radiations. La décomposition d'éléments lourds dans un vortex de feu qui fait rage remplira l'atmosphère de particules de poussières radioactives. Elle est si légère qu'elle peut faire le tour du globe deux ou trois fois et ne fera que précipiter. Ainsi, une explosion de 100 mégatonnes pourrait avoir des conséquences pour la planète entière.

Bombe du tsar

58 mégatonnes - c’est ce que pèse la plus grande bombe à hydrogène sur le terrain d’entraînement de l’archipel de Novaya Zemlya. L'onde de choc a fait trois fois le tour du monde, obligeant à nouveau les opposants à l'URSS à s'assurer de l'énorme puissance destructrice de ces armes. Veselchak Khrouchtchev a plaisanté en affirmant devant l'assemblée plénière que la bombe n'avait plus été fabriquée par peur de casser des vitres au Kremlin.

Via dnpmag.com