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Types de Bombes Nucléaires au Plutonium

Puissances et Relations avec les Réacteurs à Eau Lourde

Le plutonium-239 est un matériau clé pour la fabrication d'armes nucléaires, permettant de produire plusieurs types de bombes avec des puissances variées. Les réacteurs à eau lourde jouent un rôle central dans la production de plutonium de qualité militaire.

  • Fonctionnent par fission nucléaire du plutonium-239
  • Exemple historique : Fat Man (6,4 kg de plutonium, 20 kt)
  • Masse critique minimale : ~4 kg avec une conception avancée, ou 10 kg sans réflecteur de neutrons
  • Utilisent une bombe A au plutonium comme amorce pour déclencher la fusion
  • Puissance bien supérieure : la Tsar Bomba (57 Mt) en est un exemple
Info : Les bombes thermonucléaires peuvent atteindre des puissances de plusieurs mégatonnes, soit des milliers de fois plus puissantes que les bombes à fission.
  • Variante de bombe H optimisant l'émission de neutrons
  • Effets : rayonnement neutronique létal (jusqu'à plusieurs centaines de mètres)
  • Souffle limité (~1 000 t de TNT)
Attention : Ces armes sont conçues pour maximiser les effets radiatifs tout en minimisant les dégâts matériels.
Équivalence énergétique : 1 kg de plutonium-239 ≈ 21 kt de TNT

Plage Typique :

  • Bombes A : 20 kt (comme Fat Man)
  • Bombes H : jusqu'à plusieurs mégatonnes (ex. Tsar Bomba à 57 Mt)

Les facteurs influençant la puissance incluent : la conception, la masse de plutonium, et l'utilisation de réflecteurs de neutrons.

  • Ces réacteurs transforment l'uranium-238 en plutonium-239 via capture neutronique
  • Produisent un plutonium à haute teneur en isotope 239 (>93%), idéal pour les armes
  • Fonctionnent à l'uranium naturel (non enrichi)
  • Exemple : le réacteur iranien d'Arak peut produire ~8 kg de plutonium/an (1-2 bombes)
  • Historiquement utilisés par l'Inde, le Pakistan, la Corée du Nord et l'Iran
  • Le retraitement du combustible usé est nécessaire pour extraire le plutonium
Complexité : Cette étape de retraitement est complexe et dangereuse, nécessitant des installations spécialisées.
  • Radioactivité élevée
  • Risques d'emballement neutronique (pré-détonation) si la teneur en Pu-240 dépasse 6%

Le retraitement exige des installations spécialisées pour séparer le plutonium des autres isotopes.

Restriction d'accès : Ces défis techniques limitent l'accès aux États dotés de capacités nucléaires avancées.

Le plutonium permet de fabriquer :

  • Bombes à fission (puissance limitée)
  • Bombes thermonucléaires (puissance extrême)
  • Bombes à neutrons (effets ciblés)
Les réacteurs à eau lourde sont des outils clés pour produire du plutonium militaire, mais leur complexité et leurs risques en limitent l'accès aux États dotés de capacités nucléaires avancées.
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Références

[1] Wikipedia - Plutonium

[2] Wikipedia - Types d'armes nucléaires

[3] Le Dauphiné - 50 kilos de plutonium

[4] Science et Vie - Fabrication d'armes nucléaires

[5] La Radioactivité - Prolifération du plutonium

[6] Wikipedia - Eau lourde

[7] La Radioactivité - Réacteur d'Arak