La bombe à hydrogène
La bombe à hydrogène, dite « bombe H », également appelée bombe thermonucléaire, utilise l'énergie dégagée par la fusion des noyaux des isotopes de l'hydrogène. La fusion des noyaux des atomes de deutérium s'effectue à la température de 350 000 000 ºC, température qui est produite, dans une bombe H, par l'explosion d'une bombe A; celle-ci, placée à l'intérieur du réservoir contenant les noyaux qui doivent fusionner, joue le rôle d'une allumette dans le déclenchement de l'explosion de la bombe à hydrogène. Dans une telle réaction, chaque fusion de noyaux correspond à la formation d'un atome d'hélium et d'un dégagement d'énergie valant 3.52 MeV. La réaction de fusion entre les noyaux de deutérium et de tritium, ne se déclenche qu'à 50 000 000 ºC. Elle est particulièrement énergétique. Le tritium est fabriqué à l'intérieur même de la bombe, suivant le processus suivant: outre la matière fissible, la bombe contient du deutérure de lithium (DLi6), qui, heurté par les neutrons de la fission, se transforme en deutérium et en tritium. Dans une telle réaction, chaque fusion de noyaux correspond à la formation d'un atome d'hélium, d'un neutron libéré et d'un dégagement d'énergie valant 17.58 MeV. Les bombes thermonucléaires du type F.F.F. ou 3F (ainsi appelées parce qu'il se produit deux réactions de fission et une réaction de fusion) ont des puissances très élevées, de l'ordre de un million de tonnes d'équivalent T.N.T. (50 kg d'uranium). Certaines peuvent libérer une énergie 1000 fois supérieure à celle qui fut dégager par la bombe atomique d'Hiroshima. Dans ce types de bombes, une enveloppe de matière fissible entoure l'engin; il en résulte que l'énergie dégagée provient de la fusion déclenchée par la fission et de la fission provoquée par le choc des neutrons de fusion sur la matière fissible enveloppant la bombe.
L'énergie libérée par une bombe nucléaire se compare à celle libérée par une bombe classique au trinitrotoluène (T.N.T.). Lorsqu'on parle d'une explosion nucléaire de un kilotonne, par exemple, cela signifie qu'une telle explosion produit la même énergie que l'explosion de 1000 T de T.N.T. (50 g d'uranium); un kilogramme d'uranium correspond à 20 000 tonnes de T.N.T.
La bombe à hydrogène a un des effets destructeurs qui sont classés généralement en trois catégories: effets mécaniques, effets thermiques, effets radioactifs. Ces effets varient suivant la puissance de la bombe et les conditions de l'explosion (explosion aérienne, en surface, souterraine, sous-marine).
Les effets mécaniques sont dus au souffle de l'explosion, qui provoque une onde de choc suivie d'un vent très violent. L'onde de choc se déplace à une vitesse voisine de 400 m/s (1440 km/h); elle crée des zones de surpressions et de dépressions jusqu'à plusieurs kilomètres du point de l'explosion. Cette onde, lorsqu'elle frappe la surface de la terre, se réfléchit, de la même façon qu'une onde sonore peut produire un écho. L'onde réfléchie possède les mêmes propriétés destructrices que l'onde incidente. La rencontre des ondes réfléchies et incidentes connues sous le nom d'effet Mach provoque des vents très violents dont la vitesse peut atteindre plusieurs centaines de kilomètres par heure.
Les effets thermiques sont dus à la boule de feu qui se forme au début de l'explosion. La boule de feu émet une lumière et une chaleur intenses qui se propagent à la vitesse de 300 000 km /s. La durée de l'éclair lumineux, qui dépend de la puissance de l'engin, varie d'une fraction de seconde à une vingtaine de secondes. Une bombe de un mégatonne provoque des brûlures graves, sur la peau non protégée d'une personne située à 20 km de l'endroit de l'explosion et la chaleur est ressentie jusqu'à 120 km. Les explosions à la surface du sol produisent, dès les premières secondes après la déflagration, une chaleur dont la température atteint plusieurs millions de degrés Celsius. De grandes quantités de matériaux terrestres sont vaporisés et s'incorporent dans la boule de feu qui s'élève rapidement en altitude, formant une sorte d'énorme champignon de poussières, caractéristique des explosions nucléaires. Les effets thermiques combinés aux effets mécaniques peuvent ainsi provoquer de véritables tempêtes de feu.
Les effets radioactifs, dus à la réaction et aux produits de fission, sont les plus dangereux, car ils se manifestent longtemps après l'explosion. On les classe en deux catégories: le rayonnement nucléaire initial, qui ne se produit que dans la première minute qui suit l'explosion, et le rayonnement nucléaire résiduel, qu'on désigne aussi sous le nom de « retombées ». Le rayonnement nucléaire initial est limité dans le temps. Il est essentiellement constitué de rayons gamma et de neutrons, très pénétrants, donc très dangereux. Dans les explosions souterraines et sous-marines, ce rayonnement est absorbé par le sol et par l'eau. Les retombées radioactives se manifestent sur une grande région de l'espace, voire sur la Terre tout entière. L'énorme quantité de matière entraînée dans l'atmosphère par l'explosion, est rendue radioactive par les produits de fission. Ces poussières contaminées retombent ensuite au sol; les plus grosses, rapidement et au voisinage du lieu de l'explosion à une distance de 100 à 400 km dans le sens du vent: ce sont les retombées locales; les plus fines, entraînées par le vent, retombent après plusieurs heures ou plusieurs mois, à des milliers de kilomètres du point d'impact de l'engin: ce sont les retombées universelles. Les retombées sont essentiellement constituées de produits de fission, de matière fissible qui n'a pas subi la fission, et d'éléments d'origine stratosphérique, tels le strontium 90 et le césium 137. On a calculé que chaque kilotonne d'énergie de fission produit environ 50 g de produits de fission. Ainsi, une bombe de un mégatonne, qui a un diamètre de 2000 m, fournit 50 kg de produits de fission, entièrement radioactifs. Mais la radioactivité n'est pas constante dans le temps. Une règle applicable pour les deux cent premiers jours après l'explosion, montre que la radioactivité moyenne décroît assez rapidement: si sa valeur est 1000 Bc (Becquerel) une heure après l'explosion, une heure après l'explosion, elle est égale à 100 Bc sept heures plus tard, à 10 Bc après deux jours; au bout de 15 jours, elle n'est plus que le millième de sa valeur initiale; c'est-à-dire un Becquerel. Néanmoins, cette radioactivité résiduelle, si faible soit-elle, peut provoquer des troubles dans la descendance des individus contaminés.
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