L'arme atomique
Les bombardements atomiques de Hiroshima et Nagasaki ont eu lieu les 6 et 9 août 1945 à l'initiative des États-Unis après que les dirigeants japonais eurent décidé d'ignorer l'ultimatum de Potsdam. La cessation des hostilités fut effective 6 jours après. La Seconde Guerre mondiale se conclut officiellement moins d'un mois plus tard par la signature de l'acte de capitulation du Japon le 2 septembre 1945. Ce sont les seuls bombardements nucléaires ayant eu lieu en temps de guerre.
Le nombre de décès est difficile à définir et seules des estimations sont disponibles. Le Département de l'Énergie des États-Unis (DOE) avance les chiffres de 70 000 personnes pour Hiroshima et de 40 000 personnes pour Nagasaki, tuées instantanément. À ceci, s'ajoutent les décès apparus par la suite en raison de divers types de cancers et de pathologies.
Les justifications des bombardements ont été le sujet de nombreux débats et controverses. Pour les opposants, ces bombardements, qui ont surtout tué des civils, ont été inutiles et sont des "crimes de guerre", alors que pour les partisans de la décision, ils ont raccourci la guerre de plusieurs mois en provoquant la reddition du Japon et ont donc sauvé la vie de centaines de milliers de soldats américains, ainsi que de civils et de prisonniers sur le territoire de la Sphère de coprospérité de la grande Asie orientale.
Les survivants des explosions, les hibakusha, sont devenus le symbole d'une lutte contre la guerre et les armes atomiques à travers le monde. Mais au Japon ils n'étaient pas reconnus comme survivants et ont été laissés à leur sort, car les explosions d'Hiroshima et de Nagasaki ont longtemps été un sujet tabou
Trinity (essai atomique)
Trinity était le nom de code du premier essai atomique de l'histoire. L'explosion eut lieu le 16 juillet 1945 à Alamogordo au Nouveau-Mexique dans le désert Jornada del Muerto . Finalisation du projet Manhattan lancé par les États-Unis durant la Seconde Guerre mondiale, Trinity consistait en l'explosion d'une bombe au plutonium nommée « Gadget ». Semblable à une grosse boule, « Gadget » ne fut pas largué d'un avion mais fut hissée au sommet d'une tour métallique. L'essai devait servir à valider l'ensemble des recherches menées sur l'arme atomique et suite à la réussite complète du programme, deux bombes seront larguées sur le Japon quelques semaines plus tard.
Pour calibrer les instruments de mesures et les divers appareils photographiques, une explosion de 108 tonnes de TNT mélangé à du RDX (explosif très puissant) fut déclenchée le 7 mai 1945, c'était le « 100 Ton Test ». L'amas d'explosif était empilé sur une plateforme en bois à environ 700 mètres de l'hypocentre de Trinity. À l'intérieur du cube explosif se trouvaient des tubes avec environ 1 000 curies de produits issus du réacteur utilisé pour fabriquer le matériel des bombes (cela correspondait à 3,7×1013 becquerels). Le but de cette insertion de matière radioactive était d'analyser sa dispersion et d'évaluer les risques de contamination.
Le 12 juillet 1945, la bombe arrive sur le site. « Gadget » est montée par les scientifiques dans le Ranch McDonald. Deux jours plus tard, elle est transférée près de la tour sur le lieu prévu pour l'explosion. Les ingénieurs insèrent le cœur en plutonium dans la bombe. Plus tard dans la journée, elle est hissée au sommet de la tour. Durant la nuit du 15 juillet, les détonateurs sont installés, l'engin est prêt.
L'explosion devait avoir lieu à 4h du matin mais fut reportée à cause de mauvaises conditions météorologiques. Les membres de l'équipe craignaient que la pluie augmente la contamination et que la foudre ne déclenche l'explosion. Vers 4h45, un rapport fit état de meilleures conditions et indiquait que l'expérience pouvait avoir lieu. À 5h10, le compte à rebours de 20 minutes est engagé.
À 5h29 du matin (Mountain WarTime, soit 11h29 TU), la bombe explose et dégage une énergie de 19 kilotonnes de TNT (87,5 térajoules). Un cratère de 3 mètres de profondeur et de 330 mètres de diamètre se forme sur le lieu de la détonation. La silice contenue dans le sable s'est transformé en verre d'une couleur vert clair, appelé « trinitite » pour l'occasion.
Les montagnes aux alentours furent illuminées pendant deux secondes et le grondement de l'explosion atteignit les observateurs après 40 secondes. Personne ne se trouvait à moins de 9 kilomètres de l'explosion, il y avait environ 260 personnes sur le site à ce moment.
L'onde de choc fut ressentie à plus de 160 kilomètres et le champignon atomique grimpa jusqu'à une altitude de 12 kilomètres. Le directeur de Los Alamos, Robert Oppenheimer, était l'un des spectateurs. Il dira plus tard qu'une citation d'un texte sacré hindou, la Bhagavad-Gîtâ, lui vint à l'esprit : « Now, I am become Death, the destroyer of worlds » (qui se traduit en français par « Maintenant, je suis la mort, le destructeur des mondes »). La mort fait ici référence à Shiva, dieu qui détruit pour mieux faire renaître. Le directeur du test, Kenneth Bainbridge, est moins poétique en déclarant que « à partir de maintenant, nous sommes tous des fils de putes ».
Le cratère sera remblayé durant les jours qui suivirent l'explosion. Les militaires donneront comme explication un accident dans un dépôt de munitions et la cause exacte ne sera pas rendue publique avant l'attaque sur Hiroshima. Le journaliste officiel du projet Manhattan, William L. Laurence, avait prévu plusieurs articles pour rapporter l'essai, allant de la réussite complète à un effroyable désastre avec la mort des scientifiques présents sur les lieux.
L'essai ayant pleinement réussi, les bombes étaient opérationnelles et prêtes pour être larguées sur le Japon. Les 6 et 9 août, deux bombes furent larguées : Little Boy sur Hiroshima et Fat Man sur Nagasaki. Elles provoquent énormément de dégâts, ce qui incita le Japon à mettre fin à la guerre contre les États-Unis.
Little Boy
Little Boy (« petit garçon » en anglais) est le nom de code de la bombe A qui fut larguée sur Hiroshima au Japon le 6 août 1945 par le B-29 Enola Gay de l'armée américaine. Elle fut la première bombe atomique utilisée de manière offensive, la seconde fut Fat Man, qui détruisit Nagasaki trois jours plus tard.
L'arme fut développée au cours de la Seconde Guerre mondiale dans le cadre du Projet Manhattan, et tirait sa puissance explosive de l'uranium enrichi. D'une longueur de 3 m et d'un diamètre de 71 cm, elle avait une masse de 4 000 kg. Elle contenait un peu plus de 64 kg d'uranium 235, dont 700 grammes entrèrent en fission.
Little Boy a provoqué la deuxième explosion nucléaire artificielle de l'histoire après l'essai de Trinity.
Le bombardement d’Hiroshima
Embarquée dans le bombardier B-29 Enola Gay piloté par le Lieutenant Colonel Paul Tibbets, la bombe fut armée en vol à 9 600 mètres au-dessus de la ville puis larguée. La détonation eut lieu à 580 mètres d'altitude. D'une puissance de 13 kT à 16 kT (les données varient à ce sujet), elle était moins puissante que Fat Man, qui fut lancée sur Nagasaki (21-23 kT. Toutefois, les dégâts et le nombre de victimes furent bien plus importants, Hiroshima se trouvant sur un terrain plat alors que l'hypocentre de Nagasaki se trouvait dans une petite vallée. On compta 70 000 morts directement liés à l'explosion et l'onde de choc. Un grand nombre des survivants allaient connaître une fin tragique par la suite en grande partie à cause des effets des radiations (irradiation lors de l'explosion, retombées, « pluie noire », contamination des vivres et de l'eau) et des effets thermiques de la bombe (brûlures) avec des conséquences graves sur les nouveau-nés.
La technologie utilisée par Little Boy, dite de bombe A à insertion, était très simple : une charge explosive projetait un bloc d'uranium 235 sur un autre bloc pour atteindre la masse critique permettant de démarrer la fission. Il fut donc décidé d'employer cette arme sans test préalable. Il s'avéra cependant que la technologie à implosion utilisée lors du test de Trinity Site puis sur Nagasaki était plus performante : elle nécessitait moins de matériau fissile et permettait d'employer du plutonium 239.
Par ailleurs, cette bombe à insertion était extrêmement dangereuse à manipuler car les deux masses d'uranium auraient pu être mises en contact accidentellement, lors d'un crash d'avion par exemple. Aucune des cinq autres bombes Mark I construites sur le modèle de Little Boy ne fut donc utilisée par l'US Army.
L'élaboration des premiers prototypes et le travail expérimental commencèrent dès le printemps 1943 alors que le Laboratoire national de Los Alamos devenait opérationnel dans le cadre du Projet Manhattan. L'effort ne fut pas continu, les ingénieurs s'étant focalisés sur la bombe au plutonium, plus complexe mais également plus puissante. Les experts pensaient que l'assemblage d'une bombe à l'uranium serait presque une formalité dès que le modèle au plutonium serait terminé.
Jusqu'au printemps 1944, les scientifiques planchèrent sur le projet Thin Man (opposé de Fat Man désignant la bombe à implosion). Des essais sur la base de Muroc en Californie montrent que le prototype de Thin Man avait une bonne balistique et qu'il n'oscillait pas, contrairement aux deux prototypes de Fat Man. Ceux-ci subissaient un mouvement de pendule lors de la descente avec des écarts pouvant atteindre 19° par rapport à la verticale. D'autres problèmes furent rencontrés, notamment avec les dispositifs montés dans les avions pour maintenir et larguer les bombes.
Malgré des premiers résultats intéressants, la bombe de type Thin Man rencontrait un obstacle pratique important. Son architecture basée sur le principe du canon était difficile à mettre en œuvre avec le plutonium. Durant les mois d'avril à juillet 1944, les scientifiques découvrirent les taux très élevés d'émission de neutrons produits par le plutonium fabriqué dans les réacteurs. Ils se tournèrent dès lors vers l'uranium. Ce choix fut motivé par plusieurs raisons. Tout d'abord, l'utilisation de l'uranium permettait de limiter les risques en cas d'échec avec le modèle Fat Man au plutonium. Ensuite, cet élément réduisait certains aspects pratiques liés à la taille de la bombe. Avec un canon plus court, la bombe à l'uranium était plus facilement transportable et moins lourde. Cette décision se fit toutefois au détriment de la puissance finale de l'engin, la fission de l'uranium 235 étant moins efficace que celle du plutonium.
Ce programme, dirigé par A. Francis Birch, devait encore faire face à un dilemme de taille. La bombe était « simple » à concevoir mais il manquait la quantité d'uranium 235 nécessaire à sa fabrication. La matière fissile ne devait pas être disponible avant le milieu de 1945. Malgré ces problèmes, Birch réussit à convaincre que ce concept était le bon et qu'en cas d'échec du programme de la bombe au plutonium, il serait toujours possible d'utiliser le principe du canon. Son équipe avait de lourdes responsabilités et même si la technologie nécessaire était moins complexe que pour l'autre projet, il fallait faire preuve de beaucoup de rigueur.
En février 1945, les spécifications étaient complètes (modèle 1850). La bombe, à l'exception de l'uranium, était prête au début de mai 1945. Tout l'uranium de Little Boy fut enrichi à Oak Ridge dans le Tennessee. Le cœur de Little Boy contenait 64,1 kg d'uranium enrichi, dont 50 kg à hauteur de 89 % et 14 kg à 50 %. Avec cet enrichissement d'environ 80 %, il atteignait environ 2,5 masses critiques. En comparaison, Fat Man et Gadget contenaient 5 masses critiques. Cela explique la puissance inférieure déployée par Little Boy lors de l'explosion.
Fat Man
Fat Man (« homme obèse » en français) était le nom de code de la bombe A qui fut larguée sur Nagasaki au Japon le 9 août 1945 par l'armée américaine. C'est la deuxième et dernière bombe utilisée de manière offensive. Son nom faisait référence de manière caricaturale à Winston Churchill.
Schéma de la bombe A.
Fat Man provoqua la troisième explosion nucléaire artificielle de l'histoire après Trinity et Little Boy. D'une longueur de 3,25 m et d'un diamètre de 1,52 m, elle pesait 4 545 kg. Après la guerre, son nom a été utilisé pour désigner familièrement la famille de bombes Mark 3 qui furent construites sur les mêmes principes.
Le bombardement de Nagasaki
La détonation eut lieu à 550 mètres au-dessus de la ville après que la bombe fut larguée du bombardier B-29 Bock's Car piloté par le Major Charles Sweeney. Il s'agissait, comme pendant l'essai de Trinity, d'une charge au plutonium 239 d'une puissance de 21 à 23 kilotonnes. Sa puissance était donc légèrement supérieure à celle de Little Boy lancée sur Hiroshima qui utilisait une technologie à l'uranium 235. La destruction fut toutefois moins importante de par la nature vallonnée du terrain à Nagasaki. Environ 40 000 personnes perdirent immédiatement la vie et on compta 25 000 blessés dont certains allaient mourir par la suite (brûlures, irradiation etc.).
Plusieurs bombes de type « Fat Man » (Mark 3) furent construites après la guerre et les deux tirs de l'opération Crossroads sur l'atoll de Bikini utilisèrent ce modèle de bombe. Après les trois tirs de l'opération Sandstone en 1948, cette architecture fut rapidement abandonnée par l'armée américaine pour des raisons d'instabilité et de rendement au profit du type Mark 4.
Grâce aux informations fournies par Theodore Hall et Klaus Fuchs, l'URSS put créer un modèle de bombe techniquement très proche des Mark 3. RDS-1, qui explosa à Semipalatinsk(Kazakhstan) le 29 août 1949, et était donc une réplique relativement fidèle de Fat Man.