Avant l’explosion de la première bombe atomique, on craignait qu’une bombe à fission puisse « enflammer l’atmosphère ». Oui, si vous venez de regarder Oppenheimer, lire sur le projet Manhattan, ou se pencher sur les armes atomiques du tout, vous serez familiarisé avec le concept. Les physiciens ont déterminé que le risque était « proche de zéro », ont poursuivi le test Trinity, et le monde a vécu pour voir un autre jour.
Vous vous demandez peut-être ce que tout cela signifie. Comment l’air qui nous entoure a-t-il pu s’enflammer, et comment les physiciens ont-ils compris que ce n’était pas un problème ? Explorons les malentendus courants autour de ce concept et les réactions physiques en jeu.
Pas de feu, mais de fusion
La principale idée fausse est qu’une bombe à fission pourrait « enflammer » l’atmosphère dans le sens où l’air lui-même brûler. Cela se résume à la terminologie; le mot « enflammer » est le plus couramment utilisé pour désigner le feu. La combustion est un chimique réaction impliquant la rupture de liaisons moléculaires entre atomes. Il en résulte une libération d’énergie sous forme de chaleur, de lumière, etc. Cependant, les espèces typiquement présentes dans notre atmosphère sont, dans l’ensemble, peu inflammables. L’azote qui constitue la plus grande proportion de l’air ne veut certainement pas brûler ; ni l’argon ni le dioxyde de carbone, d’ailleurs. S’ils réagissaient facilement de cette manière avec l’oxygène de l’air, nous le saurions déjà.
Au lieu de cela, la préoccupation était que la grande production d’énergie d’une bombe à fission pourrait plutôt « allumer » un nucléaire réaction en chaîne dans l’atmosphère. La possibilité a été envisagée dès 1942, plusieurs années avant le succès du test Trinity. Le physicien Edward Teller a émis l’idée que la chaleur intense créée par une bombe à fission pourrait provoquer la fusion des atomes d’hydrogène dans l’air et l’eau en hélium. L’idée était que cela pourrait alors libérer plus d’énergie dans une réaction en chaîne incontrôlable qui consommerait rapidement toute l’atmosphère, détruisant fonctionnellement la Terre telle que nous la connaissons. Des inquiétudes quant à la possibilité qu’une réaction se produise dans les océans du monde ont également été soulevées en cours de route.
La question a été étudiée, Teller travaillant avec Emil Konopinski sur le problème. Les deux ont publié leurs conclusions dans un rapport environ six mois avant le test Trinity. Les deux ont conclu que, quelle que soit la chaleur d’une section de l’atmosphère terrestre, une réaction nucléaire en chaîne incontrôlable était susceptible de se maintenir. Cela était dû au fait que même si des réactions de fusion se produisaient dans l’atmosphère ouverte, l’énergie perdue dans l’environnement par rayonnement était bien supérieure à l’énergie supplémentaire libérée. Ainsi, aucune réaction en chaîne auto-entretenue ne se produirait.
Le rapport a examiné une variété de réactions potentielles, y compris celles concernant le potentiel d’implication de l’azote, mais a conclu qu’il n’y avait aucun risque qu’une réaction en chaîne se produise. Même dans le cas de la détonation d’une bombe thermonucléaire vraiment massive de plus de 1000 mètres cubes, les transferts d’énergie de la diffusion Compton libéreraient suffisamment d’énergie pour empêcher une réaction nucléaire auto-entretenue dans l’air. Les chiffres indiquaient qu’il y avait un facteur de sécurité important en raison de la non-durabilité des réactions en chaîne dans l’atmosphère.
L’affaire était largement considérée comme close, mais a refait surface dans les années 1970. Cela était en grande partie dû à un essai publié dans The Bulletin of the Atomic Scientists ressassant les préoccupations concernant l’inflammation nucléaire de l’atmosphère pendant le projet Manhattan. Le physicien Hans Bethe continuerait à réfuter la question une fois de plus, notant que les réactions de fusion nucléaire ne sont maintenues que sous une forte pression, quelque chose qui n’est pas présent dans l’atmosphère ou les océans de la Terre.
Fondamentalement, les armes nucléaires se sont révélées incapables de détruire le monde en une seule détonation. Ils restent capables de faire beaucoup de mal, malgré tout, et des questions font toujours rage quant à savoir s’ils pourraient être la fin de la civilisation par d’autres mécanismes, tels que l’hiver nucléaire. Quoi qu’il en soit, les dernières décennies ont vu le monde se méfier beaucoup plus de leur utilisation, et nous espérons pourtant que de tels événements ne se reproduiront plus jamais.
