Bombe thermonucléaire, également appelée bombe à hydrogène, ou bombe H, arme dont l'énorme puissance explosive résulte d'une réaction en chaîne auto-entretenue non contrôlée dans laquelle des isotopes d'hydrogène se combinent à des températures extrêmement élevées pour former de l'hélium dans un processus appelé fusion nucléaire. Les températures élevées nécessaires à la réaction sont produites par la détonation d'une bombe atomique.
arme nucléaire: armes thermonucléaires
En juin 1948, Igor Y. Tamm a été nommé à la tête d'un groupe de recherche spécial au PN Lebedev Physics Institute (FIAN) pour enquêter sur
Une bombe thermonucléaire diffère fondamentalement d'une bombe atomique en ce qu'elle utilise l'énergie libérée lorsque deux noyaux atomiques légers se combinent, ou fusionnent, pour former un noyau plus lourd. Une bombe atomique, en revanche, utilise l'énergie libérée lorsqu'un noyau atomique lourd se divise, ou se fissionne, en deux noyaux plus légers. Dans des circonstances ordinaires, les noyaux atomiques portent des charges électriques positives qui agissent pour repousser fortement les autres noyaux et les empêcher de se rapprocher les uns des autres. Ce n'est qu'à des températures de millions de degrés que les noyaux chargés positivement peuvent gagner suffisamment d'énergie cinétique, ou vitesse, pour surmonter leur répulsion électrique mutuelle et s'approcher suffisamment près les uns des autres pour se combiner sous l'attraction de la force nucléaire à courte portée. Les noyaux très légers des atomes d'hydrogène sont des candidats idéaux pour ce processus de fusion car ils portent de faibles charges positives et ont donc moins de résistance à surmonter.
Les noyaux d'hydrogène qui se combinent pour former des noyaux d'hélium plus lourds doivent perdre une petite partie de leur masse (environ 0,63%) afin de «s'emboîter» dans un seul atome plus gros. Ils perdent cette masse en la convertissant complètement en énergie, selon la célèbre formule d'Albert Einstein: E = mc 2. Selon cette formule, la quantité d'énergie créée est égale à la quantité de masse convertie multipliée par la vitesse de la lumière au carré. L'énergie ainsi produite forme le pouvoir explosif d'une bombe à hydrogène.
Le deutérium et le tritium, qui sont des isotopes de l'hydrogène, fournissent des noyaux en interaction idéaux pour le processus de fusion. Deux atomes de deutérium, chacun avec un proton et un neutron, ou tritium, avec un proton et deux neutrons, se combinent pendant le processus de fusion pour former un noyau d'hélium plus lourd, qui a deux protons et soit un ou deux neutrons. Dans les bombes thermonucléaires actuelles, le deutérure de lithium-6 est utilisé comme combustible de fusion; il est transformé en tritium au début du processus de fusion.
Dans une bombe thermonucléaire, le processus explosif commence par la détonation de ce qu'on appelle le stade primaire. Il s'agit d'une quantité relativement faible d'explosifs conventionnels, dont la détonation rassemble suffisamment d'uranium fissile pour créer une réaction de fission en chaîne, qui à son tour produit une autre explosion et une température de plusieurs millions de degrés. La force et la chaleur de cette explosion sont reflétées par un conteneur d'uranium environnant et sont canalisées vers l'étage secondaire, contenant le deutéride de lithium-6. L'énorme chaleur amorce la fusion et l'explosion du stade secondaire qui en résulte fait exploser le réservoir d'uranium. Les neutrons libérés par la réaction de fusion provoquent la fission du conteneur d'uranium, qui représente souvent la majeure partie de l'énergie libérée par l'explosion et qui produit également des retombées (le dépôt de matières radioactives de l'atmosphère) dans le processus. (Une bombe à neutrons est un appareil thermonucléaire dans lequel le réservoir d'uranium est absent, produisant ainsi beaucoup moins de souffle mais un "rayonnement accru" mortel de neutrons.) La série entière d'explosions dans une bombe thermonucléaire prend une fraction de seconde pour se produire.
Une explosion thermonucléaire produit du souffle, de la lumière, de la chaleur et des quantités variables de retombées. La force concussive de l'explosion elle-même prend la forme d'une onde de choc qui rayonne du point de l'explosion à des vitesses supersoniques et qui peut complètement détruire tout bâtiment dans un rayon de plusieurs kilomètres. La lumière blanche intense de l'explosion peut causer une cécité permanente aux personnes qui la regardent à une distance de plusieurs dizaines de kilomètres. La lumière et la chaleur intenses de l'explosion ont mis le feu au bois et à d'autres matériaux combustibles à une distance de plusieurs kilomètres, créant d'énormes incendies qui peuvent se transformer en une tempête de feu. Les retombées radioactives contaminent l'air, l'eau et le sol et peuvent se poursuivre des années après l'explosion; sa distribution est pratiquement mondiale.
Les bombes thermonucléaires peuvent être des centaines, voire des milliers de fois plus puissantes que les bombes atomiques. Le rendement explosif des bombes atomiques est mesuré en kilotonnes, dont chaque unité équivaut à la force explosive de 1 000 tonnes de TNT. La puissance explosive des bombes à hydrogène, en revanche, est souvent exprimée en mégatonnes, dont chaque unité équivaut à la force explosive de 1 000 000 de tonnes de TNT. Des bombes à hydrogène de plus de 50 mégatonnes ont explosé, mais la puissance explosive des armes montées sur des missiles stratégiques varie généralement de 100 kilotonnes à 1,5 mégatonne. Les bombes thermonucléaires peuvent être fabriquées suffisamment petites (quelques pieds de long) pour tenir dans les ogives des missiles balistiques intercontinentaux; ces missiles peuvent parcourir presque la moitié du globe en 20 ou 25 minutes et disposent de systèmes de guidage informatisés si précis qu'ils peuvent atterrir à quelques centaines de mètres d'une cible désignée.
Edward Teller, Stanislaw M. Ulam et d'autres scientifiques américains ont développé la première bombe à hydrogène, qui a été testée à l'atoll d'Enewetak le 1er novembre 1952. L'URSS a testé une bombe à hydrogène le 12 août 1953, suivie du Royaume-Uni en mai 1957, Chine (1967) et France (1968). En 1998, l'Inde a testé un «appareil thermonucléaire», qui était censé être une bombe à hydrogène. À la fin des années 80, quelque 40 000 dispositifs thermonucléaires étaient stockés dans les arsenaux des pays dotés d'armes nucléaires du monde. Ce nombre a diminué au cours des années 1990. La menace destructrice massive de ces armes est une préoccupation majeure de la population mondiale et de ses hommes d'État depuis les années 50. Voir aussi la maîtrise des armements.
