VIDEO – C'est quoi une bombe atomique?

En pleine guerre en Ukraine, le président russe Vladimir Poutine menace de faire usage de son arsenal nucléaire, le plus important au monde. C'est le moment de se demander: c'est quoi, en fait, une bombe atomique? La réponse se trouve dans ce nouvel épisode de PopScience, à visionner ci-dessus.

Précision élémentaire. Une bombe atomique, c'est une phénoménale libération d'énergie provoquée par de minuscules éléments à la base de toute matière: les atomes. Un atome, c'est un noyau entouré d'électrons. Ce noyau est lui-même constitué d'éléments plus petits: des neutrons et des protons.

La force qui lie ces éléments entre eux, appelée la force nucléaire forte, est super puissante! Grâce à ça, les noyaux atomiques restent toujours collés, intacts. Impossible de les casser en morceaux… sauf dans des situations bien particulières. Dans les années 1930, les physiciens ont découvert que les gros noyaux atomiques faits de très nombreux neutrons et protons étaient moins stables que les autres et pouvaient être cassés quand ils étaient bombardés par des neutrons.

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Découverte fondamentale. Ces scientifiques des années 1930 se sont aperçus que cette fragmentation, qu'ils appellent la fission nucléaire, dégage une quantité prodigieuse d'énergie, mais aussi qu'elle peut produire une réaction en chaîne. Un proton casse un noyau d'uranium, ce qui libère de nouveaux neutrons, qui viennent bombarder de nouveaux noyaux d'uranium, et ainsi de suite.

On sait aujourd'hui que la fission d'un gramme d'uranium 235 libère autant d'énergie que la combustion de plusieurs tonnes de charbon, ou de centaines de litres de pétrole. Une énergie extrêmement efficace.

Au fil des années, les ingénieurs ont appris à maîtriser la fission nucléaire, pour mettre au point des centrales nucléaires, où la réaction en chaîne est maîtrisée.

Quand elle n’est pas maîtrisée, cette réaction en chaîne s'emballe et devient explosive: c'est la bombe atomique, la fameuse bombe A. La première bombe atomique sur civils est lancée pendant la Seconde Guerre mondiale. C’est le physicien américain J. Robert Oppenheimer qui dirige le projet.

Et la bombe H? Il existe un autre genre d'arme nucléaire, la bombe H, dite à hydrogène ou thermonucléaire. Elle n'est plus basée sur la fission nucléaire, mais sur la fusion. Dans des conditions de chaleur et de pression extrême, deux atomes d'hydrogène fusionnent pour former un atome d'hélium, plus lourd. C'est une énergie encore plus efficace que la fission. Les bombes à hydrogène sont en fait constituées de deux étages. Le premier est une bombe A qui sert à déclencher le second, dans lequel des noyaux d’atomes vont fusionner.

On exprime cette énergie en masse de TNT équivalente. Les bombes lancées sur Hiroshima et Nagasaki, les seules à avoir jamais été larguées sur des populations, ont dégagé respectivement l'équivalent de 15’000 et 21’000 tonnes de TNT. Les bombes thermonucléaires testées ensuite dans les années 1950 et 1960 ont dégagé une énergie 4000 fois supérieure…

Question d’échelle. Par exemple, si la plus grosse bombe nucléaire jamais désignée, la Tsar Bomba, visait Lausanne, elle causerait aussi bien des dégâts à Genève qu’à Fribourg et Neuchâtel. Bien sûr, les catastrophes naturelles peuvent dégager bien plus d'énergie. L'éruption du Mont Saint Hélène en 1980 a dégagé l'équivalent de 27’000 bombes d'Hiroshima.

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Le problème de l'arme nucléaire, c'est l'escalade potentielle. Il y a sur Terre suffisamment de charges nucléaires pour détruire la civilisation telle que nous la connaissons. Mais Vladimir Poutine va-t-il appuyer sur le gros bouton rouge?