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Mars 2006

... Les bombes nucléaires font des champignons ?

Nous avons tous en tête l'image du champignon atomique qui s'élève dans le ciel après l'explosion d'une bombe. Pourquoi le nuage prend-il cette forme ? Et est-ce vraiment spécifique au nucléaire ?
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Dans une bombe atomique, l'énergie de l'explosion provient d'une réaction en chaîne non maîtrisée de la fission de beaucoup d'atomes. Cette explosion s'accompagne d'une onde de choc qui rase tout sur son passage autour du point d'impact.

La France a réalisé 210 essais nucléaires, dont 45 aériens entre 1960 et 1996. D'abord menés dans le Sahara, ils ont ensuite eu lieu dans le Pacifique, en Polynésie française. A partir de 1975, tous les essais ont été réalisés en souterrain. Le dernier essai nucléaire français a au lieu en 1996, un an après l'élection de Jacques Chirac qui avait decidé leur reprise.
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Une colonne d'air chaud
Un rayonnement X réchauffe l'air à plusieurs millions de degrés. La bulle d'air incandescent, qui entraîne avec elle des débris, de la poussière et la vapeur d'eau forme un nuage qui s'élève dans le ciel.

Mais dans la température décroit de 6°C par kilomètre dans la troposphere (couche inférieure de l'atmosphère) : au fur et à mesure qu'il monte, le nuage se refroidit au contact de l'air ambiant. Lorsque la colonne de gaz atteint la troposphère (15 km d'altitude environ), elle n'a plus assez d'énergie et se répand donc latéralement, formant le "chapeau" du champignon.

Après l'explosion nucléaire, quelques particules radioactives se retrouvent dans la stratosphère, et les vents les dispersent sur de grandes distances. La plupart restent cependant coincées dans la troposphère, et retombent avec les précipitations.

Des bombes ultra-puissantes
Ce sont les bombes à hydrogène qui produisent la forme de champignon la plus caractéristique. Les gaz brûlants montent tellement vite qu'ils passent à travers la troposphere et atteignent la stratosphère. A cette altitude, on observe un brusque changement de température (de 0 à 27°C), ce qui empêche la colonne de franchir cette couche d'air. Le chapeau du champignon a donc une forme très écrasée au sommet.
L'éruption de 1991 du Pinatubo, situé aux Phillipines, a duré presque 2 semaines.
© D. Harlow, USGS

Une forme pas si exceptionnelle
Contrairement à ce qu'on pense, il n'y a pas que les bombes nucléaires qui font des champignons. Des bombes "conventionnelles" de même puissance produiraient le même effet.

On peut d'ailleurs observer des "champignons volcaniques", lors des éruptions de type explosif. Le volcan Pinatubo, en 1991, a ainsi dégagé 7 km3 de nuées ardentes, dans une colonne de 34 km de hauteur. Plus de 86 000 hectares furent ainsi recouverts de cendres. Les fines particules dans la stratosphère ont fait chuter la température de 0,2 à 0,3°C pendant trois ans et dans le monde entier.

» Et aussi : Nucléaire : idées reçues, idées nouvelles

 
 Céline Deluzarche, L'Internaute
 
Magazine Science
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