Comment a été inventée la bombe nucléaire?
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La fusion nucléaire n'est initialement poursuivie qu'à des stades théoriques pendant la Seconde Guerre mondiale, lorsque les scientifiques du projet Manhattan (dirigé par Edward Teller) l'étudient comme méthode de construction d'une bombe. Le projet abandonne la fusion après avoir conclu qu'il faudrait une réaction de fission pour exploser. Il faut attendre 1952 pour que la première bombe à hydrogène complète explose, ainsi appelée parce qu'elle utilise des réactions entre le deutérium et le tritium. Les réactions de fusion sont beaucoup plus énergétiques par unité de masse de combustible que les réactions de fission, mais le démarrage de la réaction de fusion en chaîne est beaucoup plus difficile.
Technologie nucléaire
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Dès 1940, le physicien nucléaire hongro-américain Edward Teller entrevoit la possibilité d'utiliser l'énorme puissance thermique (permettant d'atteindre une température de , soit cent millions de kelvins, ou de degrés Celsius) produite par l'explosion d'une bombe A pour déclencher le processus de fusion nucléaire. En 1941, Teller rejoint le projet Manhattan, qui a pour objectif de développer la bombe à fission.
Bombe H
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La première utilisation militaire d’une arme nucléaire (« bombe A ») a été en 1945], les 6 et , le largage de deux bombes sur les villes japonaises d’Hiroshima et de Nagasaki par l’armée américaine, afin de mettre un terme à la Seconde Guerre mondiale. Depuis, ce type d’armement n’a fait l’objet que d’essais nucléaires expérimentaux (atmosphériques puis souterrains) puis de modélisations informatiques. La bombe atomique a été à l’origine de la doctrine de dissuasion ou "équilibre de la terreur" qui a été développée durant la Guerre froide.
Énergie nucléaire
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Le premier essai nucléaire est effectué le 16 juillet 1945 par les États-Unis ; il s'agit d'une bombe A d'une puissance de . Les bombes A utilisées pour les bombardements d'Hiroshima et de Nagasaki sont de puissance comparable. Les bombes A ont une puissance inférieure à et la plupart des tests effectués ne dépassent pas une puissance de . L'Union soviétique procède à sa première explosion nucléaire en 1949, le Royaume-Uni en 1952, la France en 1960 et la Chine en 1964.
Arme nucléaire
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Les bombes H sont beaucoup plus puissantes. Le premier test d'une bombe thermonucléaire est réalisé par les États-Unis le , sa puissance de est plus de 500 fois supérieure à celle des bombes A d'Hiroshima et Nagasaki. De nom de code Ivy Mike, cet engin de est purement expérimental. En 1954, les États-Unis procèdent sur l'atoll de Bikini à l'explosion d'une bombe H de nom de code Castle Bravo, qui dégage une puissance de , soit deux fois et demi plus qu'attendu, conçue dans le but de développer une arme à usage militaire. Plus puissante bombe testée par les Américains, elle provoque la pire contamination radioactive de l'histoire de leurs essais nucléaires. En 1955, les États-Unis commencent à produire en série la bombe Mk-21 d'une puissance de , dont les dimensions ( de long et de diamètre) et le poids () sont compatibles avec les capacités d'emport de leurs bombardiers stratégiques ; 275 de ces bombes sont fabriquées durant les six premiers mois de l'année 1956.
Arme nucléaire
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Finalement, les Allemands ne parviendront pas, malgré la construction de plusieurs piles atomiques expérimentales à Haigerloch en Allemagne, à mettre au point une bombe atomique comparable à la bombe américaine (Little Boy), même si l'historien allemand Rainer Karlsch soutient dans un livre paru en 2005 sous le titre allemand "Hitlers Bombe" ("La Bombe de Hitler", 2007) qu'ils ont fait des essais de bombes équivalentes à des armes nucléaires tactiques entre et . Dans ce cadre, le physicien allemand Manfred von Ardenne participera au développement d'un séparateur électromagnétique destiné à enrichir l'uranium et dont un prototype a sans doute été fabriqué en 1943 au centre de lancement de la Luftwaffe de Bad Saarow.
Histoire de l'arme nucléaire
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Au moment où les Soviétiques menèrent leur première explosion nucléaire en 1949, les lacunes des premiers modèles d'armes atomiques apparaissaient. La première bombe, qui fut nommé RDS-1, était une copie de la "Fat Man" américaine, une conception simple de bombe à implosion au plutonium. La prochaine étape dans le programme nucléaire soviétique fut d'améliorer sa conception d'armes nucléaires. Avec l'expérience acquise par les Américains en 1948 lors de l'opération Sandstone, au cours de laquelle fut étudiée la conception nucléaire de « charge en lévitation », l’implosion d’armes constituée d’uranium 235 et d'uranium/plutonium, la quantité minimale d'explosifs requis pour démarrer la fission. Les Soviétiques débutèrent un programme d'études similaires en 1951, au cours de laquelle ils travaillèrent sur deux conceptions: RDS-2 et RDS-3, les deux engins « frères », qui diffèrent dans la composition de la charge nucléaire. Après la construction des bombes, les essais furent de celles-ci furent planifiées la même année. RDS-2 explosa le , et RDS-3 explosa le cette même année, mais il y avait une particularité dans ces tests : la première bombe explosa au sommet d’une tour, tandis que la seconde largué d'un avion. L'équipe de recherche, demandant une tour de détonation afin de mieux étudier les résultats et les dirigeants du programme voulaient tester le largage d’une bombe afin d'étudier la capacité de transport des bombardiers Tu-4. En parallèle, afin d'améliorer la conception des premières bombes nucléaires soviétiques à Arzamas-16, les Soviétiques commencèrent à étudier, en 1950, l'amélioration des initiateurs à neutrons. Les scientifiques cherchèrent à automatiser des initiateurs et l'utilisation d'initiateurs externes. En 1952, ils réussirent à obtenir la première conception, qui fut mis en œuvre sur une bombe RDS-3. Ce dispositif, appelé RDS-3I, fut le premier engin nucléaire soviétique avec un initiateur de neutrons externe, il fut testé avec succès le à Semipalatinsk.
RDS-3
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Son développement posa quelques problèmes, car à l'époque tout ce qui concernait l'armement nucléaire était classé « Top Secret », et les ingénieurs furent contraints d'estimer la taille de la bombe. De plus, une des spécifications précisait que la soute à bombes devait être accessible en vol afin de permettre à l'équipage d'armer la bombe atomique. Lors d’une conversation avec le général Otto Glasser, responsable du programme des armes nucléaires de l’USAF, Heineman, prenant en référence la bombe d’Hiroshima qui faisait de diamètre, déclara qu'il serait possible de construire une bombe atomique d’un diamètre de et que cette bombe pourrait se loger dans un bombardier embarqué. En fait, l’estimation d'Ed Heineman se révéla exacte, ce qui lui valut, une semaine après avoir parlé au général Glasser, la visite du FBI qui voulait absolument savoir comment il avait pu obtenir ces informations. Toute la firme Douglas fut sous surveillance, mais fut exemptée de tous soupçons après enquête. L’usine d’El Segundo reçu même un contrat pour participer à la construction des nouvelles bombes nucléaires TX-5 et TX-7.
Douglas A-3 Skywarrior
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La bombe à neutrons est développée à la fin des années 1950. Malgré la désapprobation du président John F. Kennedy, les essais sont autorisés, puis effectués en 1963 dans des installations souterraines au site d'essais du Nevada, à cause de la rupture du moratoire par l'URSS sur les essais nucléaires en 1961. Son développement a été annulé par la suite sous Jimmy Carter, puis relancé par Ronald Reagan en 1981.
Arsenal nucléaire des États-Unis
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La littérature, notamment de science-fiction, exploite l'idée d'une bombe atomique ou son équivalent à partir des années 1910 . Les physiciens commencent à envisager l'emploi de l'énergie atomique dès les années 1920 (Otto Hahn et Lise Meitner) et les premières expériences (Enrico Fermi) ou équations annonciatrices (Ida Tacke) en la matière sont réalisées dans la première moitié des années 1930. Mais la possibilité de fabriquer une bombe atomique devient plus évidente après la première fission nucléaire réalisée en à l'institut Kaiser Wilhelm de Berlin par Otto Hahn et son collaborateur Fritz Strassmann.
Histoire de l'arme nucléaire