L'effet nucléaire sur la santé
Introduction.
Depuis maintenant plus de 60 ans un nouveau type de bombe est apparu plus meurtrière et destructrice que jamais : la bombe atomique. Malheureusement, comme toutes nouvelles inventions, l’Homme a dû procéder à un certain nombre d’essais afin de connaître avec exactitude la puissance de la bombe. Ainsi tous les pays qui se sont dotés de l’arme atomique (États-Unis, URSS, France, Chine et Grande Bretagne…) ont totalisé plus de 2000 explosions expérimentales dans le monde.
Lors de ces essais nucléaires, de nombreuses personnes ont participé sans même connaître les dangers qui menaçaient leur vie et donc sans protections adaptées. En effet, lors de l’explosion plusieurs types de particules sont émises, certaines sont plus ou moins dangereuses et nocives pour l’organisme humain.
Parmi ces particules, les hélions (noyaux d’hélium ionisés), qui forment le rayonnement alpha, deviennent extrêmement dangereux lorsqu’ils pénètrent à l’intérieur du corps par inhalation, ingestion ou même par une simple exposition. Lors de ces essais nucléaires, la poussière en suspension devient radioactive et elle est donc susceptible d’émettre ces rayonnements alpha.
Cependant, les dégâts provoqués sur l’organisme humain sont au début invisibles mais peuvent agir de manière spontanée plusieurs années après en provoquant un certain nombre de maladies dont les cancers.
Les bombes atomiques et non conventionnelles.
Einstein découvrit en 1905 sa fameuse équation d'équivalence E=mc2, la masse représente potentiellement de l'énergie. Concrètement, suite aux forces extrêmement résistantes qui assurent la cohésion inter atomique (l'interaction forte qui maintient protons et neutrons dans le noyau et maintient la cohésion des quarks qui les constituent), le réarrangement des protons et des neutrons pour former d'autres éléments au cours d'une réaction nucléaire libère énormément d'énergie. Les militaires ont essayé d'en tirer profit en "canalisant" cette énergie grâce à l'utilisation de combustibles fissiles à haut rendement, la forme particulière de la cavité des bombes atomiques et les caractéristiques de l'explosion (explosif, temps de confinement, etc.). 
Explosion nucléaire en Polynésie. Inodore et invisible, la radioactivité qu'elle dégage est semblable à cet anneau doré qui vous unit sournoisement avec la mort.
Il existe deux types de bombes atomiques :
 1. La bombe à fission ou bombe A
 2. La bombe à fission-fusion dite thermonucléaire ou bombe H
 Il faut y ajouter une bombe thermonucléaire faiblement radioactive : 
 3. La bombe EMP ou E-bombe
 1 -La bombe à fission ou bombe A 
 La bombe A exploite une réaction de fission nucléaire enchaînée. On provoque la fission de noyaux d'uranium-235 enrichis auxquels sont souvent ajoutés du tritium (3H) pour accentuer l'explosion. Le tritium est un élément radioactif artificiel dont la période est de 10 ans. On l'obtient en bombardant du lithium (3Li) avec des neutrons. Le tritium est également utilisé dans la bombe H. Les produits de fission sont notamment le strontium (Sr) et le xénon (Xe) suivant la réaction suivante :
235U + neutron → 94Sr + 140Xe + 2 neutrons + h
 Des centaines d'autres combinaisons sont possibles. L'essentiel est de savoir que dans chacune de ces réactions, le nombre total de nucléons (protons + neutrons) est conservé : dans notre exemple 235+1 = 94+140+2.
 En accord avec la loi d'équivalence d'Einstein, E=mc2, l'énergie libérée par la fission d'un seul noyau d'uranium-235 libère environ 200 MeV (1 MeV = 1.609 x 10-13 J) et d'environ 210 MeV pour le plutonium-239. Étant donné que les neutrons émis par la première réaction de fission vont frapper chacun un autre noyau d'uranium qui va à son tour émettre deux neutrons et ainsi de suite jusqu'à épuisement de tous les noyaux, il va se produire une réaction en chaîne qui concerna des milliards de milliards de milliards de nucléides d'uranium (1027 nucléides pour 50 kg d'uranium). 
 Au cours de l'explosion d'une bombe atomique toute cette énergie est contenue dans le terme h qui correspond à la conversion de la masse en énergie de liaison au cours de la formation des produits de fission.
 Dans une bombe A c'est l'amorce d'un combustible conventionnel qui déclenche la première réaction de fission. Lorsque la bombe n'est pas armée, c'est cette amorce qui peut exploser et notablement endommager l'enveloppe de la bombe mais elle ne la fera jamais exploser, un peu comme un pétard dont la mèche est mouillée. En revanche du combustible radioactif, solide ou gazeux (vapeurs) peut s'échapper de la bombe lors d'un tel accident et contaminer les soldats, les civils ou l'environnement. Quelques accidents de ce genre se sont déjà produits du temps de la Guerre Froide (années 1960) et des exercices aériens du "Strategic Air Command", certains bombardiers ayant tout simplement perdu leurs bombes atomiques ainsi que je le rappelle dans cet article consacré aux accidents nucléaires militaires !
 L'explosion atomique est totalement différente et beaucoup plus violente qu'une explosion conventionnelle. Dans une bombe traditionnelle il s'opère une réaction chimique qui n'altère pas les propriétés physiques des substances explosives; elles s'oxydent en présence d'oxygène (brûlent) et le résidu est généralement plus lourd que l'élément original du fait que la molécule d'oxygène de l'air s'est fixée sur la substance (oxydation du plomb, du coke, etc), mais l'élément pur lui-même existe toujours, même s'il est à présent lié à un autre corps.
 Dans une réaction atomique les nucléides d'uranium sont fissionnés et donc physiquement détruits : l'uranium se brise et génère deux nouveaux éléments presque deux fois plus légers que lui. Ensuite la quantité d'uranium entrant en jeu est également très importante 
 Les bombes A utilisent au moins 50 kg d'uranium et la réaction en chaîne, non contrôlée dans ce cas ci, implique 1027 nucléides qui vont chacun subir une réaction de fission ! On comprend aisément que dans ces conditions l'énergie libérée soit phénoménale. C'est ainsi qu'on obtient des explosions nucléaires dont l'énergie libérée oscille entre l'équivaut de 13 kT de TNT (Hiroshima) et 60 MT dans le cas d'une bombe H 
La radioactivité
 Ainsi que nous l'avons expliqué dans l'article précité sur la fission, lorsqu'un neutron frappe un nucléide et parvient à le briser, pour retrouver sa stabilité, le nucléon va générer une émission de radioactivité constituée d'un ou plusieurs des rayonnements corpusculaires suivants :
- rayonnement alpha : émission d'un noyau d'hélium
- rayonnement bêta : émission d'un électron
- produits de fission (les 2 fragments résultant de la réaction de fussion , parfois radioactifs).
 Citons également les rayonnements X et gamma, deux rayonnements électromagnétiques de très courte fréquence. Les rayons X sont émis lors de réactions nucléaires impliquant des électrons. Les rayons gamma sont émis soit lorsque le noyau est excité soit au cours de réactions avec d'autres noyaux et sont souvent accompagnés de rayonnements  ou . On reviendra en détail sur leurs effets.
 Suite à la radioactivité émise spontanément par l'uranium et les autres combustibles nucléaires, la masse fissile doit être conservée en petite quantité séparées car la fission est un phénomène spontané au-delà d'une certaine quantité de matière qui, passée ce seuil critique, crée une explosion en l'espace d'un millionième de seconde. Nous reviendrons en détail sur la toxicité de ces rayonnements page suivante.
2 -La bombe à fission-fusion ou bombe H
 Nous avons vu dans l'article précité sur la fission et la fusion que la fusion nucléaire consomme plus d'énergie qu'elle n'en libère. Il faut donc utiliser l'énergie d'une autre réaction exothermique pour augmenter la puissance de la première explosion.
 La bombe à hydrogène (thermonucléaire) explose en trois étapes. Tout d'abord on réalise une fission en tous points similaire à la précédente pour amorcer une réaction de fusion qui ne peut se produire qu'à de très hautes pressions et à des températures proches de 100 millions de degrés dans le noyau afin de vaincre la répulsion atomique.
 La deuxième étape est la fusion thermonucléaire d'atomes légers comme l'hydrogène. 
 C'est une réaction identique qui se produit dans les étoiles et qui les rend lumineuses. La fusion thermonucléaire d'un seul atome d'hydrogène produit 24.7 MeV d'énergie. La réaction la plus commune est celle impliquant du deutérium (D ou 2H), isotope stable naturel ayant un neutron supplémentaire et que l'on trouve dans l'eau de mer et du tritium (3H), réaction dans laquelle le neutron présente une énergie de 14 MeV. Les différentes réactions de fusion possibles sont les suivantes :
 D + 3H → 4He + n + h (17.59 Mev)
D + D → 3He + n + h (3.27 Mev)
D + D → 3H + p + h (4.03 Mev)
D + 3He → 4He + p + h (18.3 MeV)
3H + 3H → 4He + n + n + h (11.27 Mev)
 La troisième étape se produit au cours de la réaction de fusion durant laquelle des neutrons très rapides sont libérés avec une énergie telle qu'ils sont capables de fissionner les atomes d'uranium-235 et donc de réduire considérablement leur concentration ("depletion"), un phénomène impossible à réaliser à basse température. Cette troisième étape fait plus que doubler la puissance de l'explosion et produit l'essentiel des retombées radioactives de la bombe H. 
 Tous ces événements se produisent en l'espace de 600 milliardièmes de secondes (550 milliardièmes de secondes pour la réaction de fission et 50 milliardièmes de secondes pour la réaction de fusion).
 À l'inverse des bombes à fission dont l'énergie est limitée à l'équivalent de quelques milliers de tonnes de TNT (kT), la puissance des bombes H n'a pas de limite pratique : vous pouvez les faire aussi puissantes que vous voulez en ajoutant simplement du deutérium et du tritium à la deuxième étape. C'est pourquoi l'énergie de la plupart des bombes H est exprimée en mégatonnes (MT), l'équivalent de la puissance libérée par plusieurs millions de tonnes de TNT. Elles sont des centaines voire des milliers de fois plus meurtrières que les bombes A.
 Du temps de la Guerre Froide et jusqu'en 1969, tous les bombardiers stratégiques de l"'US Strategic Air Command" en alerte (réelle ou exercice) étaient porteur d'au moins quatre bombes H de 1 MT à plus de 20 MT chacune, ce qui conduisit inévitablement à quelques accidents. Heureusement, si ce n'était pas encore réellement la "détente" en ces temps incertains, ces bombes n'étaient jamais armées (l'ogive nucléaire était souvent séparée du cœur de la bombe) et n'ont jamais provoqué d'apocalypse, mais ce fut parfois à un atome près.
3 -La bombe EMP ou E-bombe 
 Il existe deux types de bombe à impulsion électromagnétique ou E-bombe. La plus simple est l'UWB à bande ultra large qui tire profit d’un explosif générant un champ magnétique, la seconde est la HPM qui utilise un générateur de micro-ondes de haute puissance. Ces armes peuvent être stratégiques ou tactiques au point qu’elles sont accessibles à de petites armées. Outre les États-Unis et la Russie, la France et l’Allemagne ont développé en secret de telles bombes.
 Les E-bombes se différencient des armes nucléaires par leur fait qu’elles ne produisent pas de radioactivité, mais uniquement des rayons gamma, elles sont discrètes, elles réduisent ou suppriment les dommages aux bâtiments et ne blessent pas les êtres vivants, elles se moquent des protections conventionnelles (abris) et les UWB sont bon marché et peuvent être utilisées par tout temps.
 Comment un champ électromagnétique peut-il détruire des infrastructures ? Le plus simple est d'observer l'effet d'un éclair et de le transposer dans une application militaire avec un effet centuplé. Une arme EMP crée une ionisation des masses de gaz par effet Compton ce qui provoque une interruption temporaire des signaux électriques. Au sol le phénomène se répercute sur plusieurs dizaines de kilomètres et jusqu'à 2500 km de rayon lorsque la bombe explose dans la stratosphère. Ce genre d’arme n’a besoin que d’un support conducteur qui sera endommagé (brûlé) ou explosera à son passage : un système électrique, un réseau téléphonique, un réseau informatique ou une alimentation électronique par exemple.
 En fait, le blocage des signaux électromagnétiques se manifeste déjà au cours d’une explosion nucléaire à l’instant où se crée la réaction de fission. On estime qu’une bombe atomique de 1 MT libère une énergie équivalent de 10 gigawatts dont 0.3% sont libérés sous forme électromagnétique. Nous y reviendrons dans un instant, lorsque nous discuterons des effets des explosions nucléaires. 
I. les effets des explosions nucléaire
, l'explosion d'une bombe atomique produit plusieurs effets :
1. Un effet de souffle
2. Des effets thermiques
3. Une émission électromagnétique
4. Des effets climatiques
5. Une émission de radioactivité
6. L’effet sur la santé.
1)l’ effet de souffle
 Lors de l'explosion de la bombe d'Hiroshima, l'énergie libérée fut équivalente à un tremblement de terre de magnitude 5.5 sur l'échelle ouverte de Richter. Cela donne déjà une idée de l'intensité de l'onde de choc et des dégâts, d'autant plus que dans le cas d'une bombe, l'onde se propage au-dessus du sol et rencontre généralement peu d'obstacles (montagnes). 
 Au cours d'une explosion atomique, la quasi totalité des bâtiments et tous les arbres sont effondrés quand ils n'ont pas disparu, volatilisés ! La détente explosive de l'énergie de la bombe crée un éclair aveuglant (LEMP) au sens propre du terme, et en une fraction de seconde (< 1 ms) une onde de choc tellement forte se manifeste qu'elle génère une onde de pression plus intense que celle du plus puissant cyclone. Elle contient en fait la moitié de toute l'énergie de la bombe !
 En se déplaçant à plus de 1000 km/h, la pression de l'air sur le front de l'onde génère un vent si puissant qu'aucune structure, même massive et enracinée, n'est capable de lui résister. Une bombe conventionnelle de 900 kg aurait détruit toutes les structures en bois dans un rayon de 40 mètres. Avec ses 3900 kg chargés avec l'équivalent d'environ 13 kT de TNT, la bombe d'Hiroshima pulvérisa tout dans un rayon de 2 km autour de l'hypocentre (le point au-dessus duquel elle explosa) : buildings, ponts et arbres furent balayés comme de vulgaires jouets et réduits en charpie quand ils ne furent pas pyrolysés par la chaleur.
L'expérience de Trinity
Explosion de la première bombe atomique à Trinity au Nouveau Mexique, USA, le 16 juillet 1945 à 5:29:45 locale. Films enregistrés depuis un abri situé à 3.3 km de distance.