Les deux types de bombes.

A l’issue du Projet Manhattan, 2 différents types de bombes seront produites : la bombe à insertion et la bombe à implosion.

La bombe à insertion consiste à projeter un bloc de matière fissile cylindrique dans un autre bloc de matière fissile creux, produisant ainsi un assemblage supercritique (K = 3). Ces deux blocs doivent être configurés de façon à être sous-critique afin de ne pas déclencher de fission nucléaire prématurément. De plus, le bloc cylindrique de matière fissile doit être projeté très rapidement dans l’autre bloc à l’aide d’un explosif puissant (à 300 mètres/ seconde ) afin d’éviter qu’une réaction nucléaire ait lieu avant l’assemblage complet de la bombe. En effet, le déclenchement de la réaction nucléaire se fait lorsqu’un noyau d’uranium se fissionne spontanément, libérant ainsi des neutrons qui enclencheront la réaction en chaine de fission nucléaire.
A l’origine, cette bombe devait avoir comme combustible fissile du plutonium mais ce projet dût être abandonné le 17 Juillet 1944 (le nom de code du programme était « Thin Man » , « homme mince » en français ). En effet, le temps d’assemblage de la bombe était trop long ( 10 millisecondes ) pour le plutonium 239 ( qui a, en moyenne, 10 fissions spontanées par kilogramme par seconde ) mais surtout pour le plutonium 240 (qui lui a, en moyenne, 415 000 fissions spontanées par kilogramme par seconde). Ce plutonium 240 représente toujours une fraction (7%) du plutonium 239 malgré les efforts faits pour limiter sa présence dans le plutonium 239 utilisé (Limitation du temps d’exposition de l’U 238 aux neutrons et séparation électromagnétique).
A défaut de pouvoir utiliser le plutonium (élément fissile le plus énergétique) pour cette bombe, l’uranium 235 est utilisé car il ne produit que 0,16 fissions spontanées par kilogramme par seconde.

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La bombe à implosion est, elle, plus compliquée à mettre en place. Elle consiste à rassembler la matière fissile en boule creuse au centre de la bombe et à la comprimer de façon à augmenter sa densité et ainsi atteindre une configuration supercritique.
Afin de comprimer la boule de matière fissile, la partie externe de la sphère de la bombe est composée d’une couche de pièces de formes parfaitement ajustées appelées lentilles. Ces lentilles optiques sont de puissants explosifs qui concentrent le souffle de l’explosion vers le centre de la bombe. Chaque partie de l’explosif est équipée d’un détonateur qui est relié à tous les autres. Une impulsion électrique déclenche leur explosion simultanée. Chaque explosion ayant tendance à créer une onde de choc sphérique, il faut déformer cette onde de choc afin que cette dernière atteigne simultanément tous les points externes de la matière fissile en forme de boule creuse. Pour cela, on utilise des explosifs dont l’onde de choc se déplace à des vitesses différentes.
La technique de l’implosion atteint sa disposition supercritique bien plus rapidement que par insertion. En effet, le délai n’est de l’ordre que de 2 à 3 microsecondes, ce qui est environ cent fois plus rapide. Ce délai est lui, contrairement à la bombe à insertion, suffisamment court pour l’utilisation du plutonium. En conséquence, cette bombe plus puissante mais a surtout besoin d’utiliser moins de matière fissile. En effet, la masse critique du plutonium est seulement de 10 kilogrammes tandis que pour l’uranium, elle est de 48.

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Le déclenchement des bombes se fait par l’altimètre car le niveau de dégâts infligés au sol ne dépend que de trois éléments : il dépend de la puissance de l’explosion, de l’altitude à laquelle elle a lieu et de la distance de la bombe par rapport au point zéro ( le point du sol situé à la verticale de la bombe ). Cet altimètre est réglé de façon à obtenir la puissance maximale délivrée par la bombe. Ainsi, plus la puissance de la bombe est importante, plus l’altitude de l’explosion doit être élevée.

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commentaires
  1. Luc dit :

    Je trouve que la bombe atomique est vraiment ravageuse.

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