Les « matières premières » de la bombe


L’uranium

L'uranium, un métal lourd, se trouve largement répandu dans la nature, toujours en combinaison avec d'autres éléments.

L'uranium a seize isotopes, tous radioactifs. Les isotopes d'un élément donné contiennent le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons. Ils présentent donc presque les mêmes propriétés chimiques, mais des masses et des propriétés physiques et nucléaires différentes. Trois isotopes d'uranium contenus dans l'uranium naturel sont utilisés pour la bombe : l'uranium 235 (0,71 %), l'uranium 238 (99,28 %) et l'uranium 234 (0,0058 %).

L'uranium très hautement enrichi, à plus de 90 % d'uranium 235, est l'uranium choisi pour les têtes militaires qui utilisent ordinairement de l'uranium enrichi à 93,5 % . Selon l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA), il faut environ 25 kg d'uranium enrichi à 20 % ou plus (uranium hautement enrichi ; UHE) pour fabriquer un engin nucléaire. Néanmoins, il est possible de fabriquer un engin d'une puissance d'une kilotonne, en n'utilisant que 2,5 à 8 kg d'uranium enrichi à 20 % ou plus, la quantité exacte dépendant de la capacité technologique du fabricant. Moins l'uranium est enrichi, plus il en faut.

Plutonium

L'irradiation de l'uranium 238 dans les réacteurs nucléaires génère le plutonium 239. Quand le combustible subit des périodes d'irradiation de plus en plus longues, les isotopes supérieurs s'accumulent en raison de l'absorption de neutrons par le plutonium 239 et ses produits. Il se forme ainsi des isotopes Pu 240, Pu 241, Pu 242. En même temps, le plutonium 238 est formé par la chaîne de transformation commençant par l'uranium 235. Il y a quinze isotopes connus du plutonium.

Le plutonium est classé selon le pourcentage du contaminant plutonium 240 qu'il contient. Il est dit de qualité militaire s’il contient moins de 7 % de plutonium 240. Selon l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA), « même du plutonium de qualité réacteur fortement irradié peut être utilisé pour la fabrication d'armes nucléaires très puissantes. »

Le tritium

Comme le deutérium, le tritium est un isotope de l'hydrogène. Le tritium a une période de 12,3 ans, et décroît en perdant une particule bêta. Aux températures ordinaires, le tritium est un gaz (HT ou H-3) ; mais en présence d'oxygène, il produit spontanément de l'eau tritiée (HTO). Dans des conditions sèches, le gaz tritium est converti en eau tritiée au taux d'environ 1% par heure. La conversion est plus rapide dans des conditions humides.

Le tritium existe naturellement. Il est fabriqué en continu dans l'atmosphère par interaction du rayonnement cosmique avec les noyaux d'azote, d'oxygène et d'argon présents dans la haute atmosphère. Incorporé à l'eau de pluie, il se dépose ensuite à la surface du globe. Mais le tritium est également créé par les activités humaines.

Le tritium, comme le deutérium, est une matière thermonucléaire. La fusion tritium-tritium est possible aussi bien que la fusion tritium-deutérium. Donc les militaires utilisent le tritium dans les têtes à fission dopée et les têtes thermonucléaires. En raison de la période relativement brève du tritium, 5.5% du tritium dans une tête nucléaire disparaît par an. Ainsi les militaires doivent périodiquement remplacer le tritium dans les têtes stockées. On utilise aussi dans les bombes H un solide très léger, le deutéride de lithium-6 qui, lorsqu’il est « cassé » donne deux atomes de tritium (H-3). Pour en savoir plus sur les matières nucléaires




 Glossaire

Mot 
  • AIEA
  • Agence internationale de l’énergie atomique
  • Irradiation
  • Exposition de l’organisme ou d’une partie de l’organisme à des rayonnements ionisants.
  • Neutrons
  • Rayonnement ayant une longueur de parcours très grande. Les neutrons ne sont pratiquement pas ralentis dans l’air. Ils pénètrent profondément dans l’organisme où ils sont ralentis en provoquant des dégâts biologiques importants.


 Quizz
En quelle année a été signé un traité d’interdiction des essais nucléaires dans l’atmosphère ?



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