Question d'énergie autour de la TSAR BOMBA

[sunlounger]

Bonjour,

je cherche à savoir deux choses :

1 : quelle quantité d'hydrogène a été utilisée par la plus grosse bombe nucléaire de l'histoire TSAR BOMBA (50Mtonnes de TNT)

2 : quelle quantité d'hydrogène s'est transformée en énergie pure pour calculer le ratio qté énergie pure/MTonnes de TNT libérée lors d'une fusion nucléaire.


Je n'ai pas trouvé ces infos sur internet donc j'ai cherché à les calculer :

J'ai trouvé que le soleil brule chaque seconde 627 Millions de tonnes d'hydrogène pour les transformer en 622.7 Millions de tonnes d'hélium, soit 4.3 MTonnes d'energie libérée...

La quantité d'énergie totale en joules est de 4X10 puissance 26, soit après conversion : 100 Milliards de MégaTonnes de TNT par seconde, soit 2 milliards de fois plus que pour la Tsar Bomba.

Donc 627 MTonnes divisé par 2 milliards = 313.5 Kg d'hydrogène transformé en 311.35 Kg d'helium par la bombe. C'est à dire environ 2 kg d'energie pure qui font l'équivalent de 50MTonnes de TNT.

Donc 1 Kg d'energie pure = 25 MTonnes de TNT


Je voulais donc savoir si mes calculs étaient justes, car je trouve les 300 Kg d'hydrogène un peu faiblards pour une bombe qui pesait tout de même 27 Tonnes.

Si quelqu'un avait le courage de vérifier mes calculs (ou plus simplement de savoir ou trouver la quantité d'hydrogène de la bombe).


Merci d'avance !
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[Amanuensis]

Plusieurs points:

1) Le plus gros de l'énergie ne vient pas nécessairement de la fusion, mais de la fission de U238. La fusion donne un paquet de neutrons qui vont muter U238 en par exemple Pu239 qui va fusionner. On parle d'armes fission-fusion-fission. Peut-être la Bomba était-elle du type fission-fusion-fission-fusion.

2) Ce n'est pas de l'hydrogène à 1 proton par noyau, mais un mélange deutérium et tritium, ou plus couramment un composé lithium-deutérium ; ça change le calcul (mais bon, on n'est pas à un facteur deux ou trois près...)

3) Ce n'est pas vraiment un domaine où les données sont publiques!

[sunlounger]

Merci pour ta réponse Amanuensis, et effectivement je n'avais pas imaginé qu'il pouvait y avoir des réactions fission-fusion-fission... D'ailleurs ça m'intéresse donc si jamais tu connais une vidéo de vulgarisation ou un document assez simple sur le sujet je suis preneur.

J'avais en revanche imaginé que cela pouvait être des isotopes de l'hydrogene, mais j'ai pensé que cela ne fausserait pas de trop le calcul, donc je ne me suis pas lancé dans les différences entre eux.

Pour ce qui est du calcul il est probablement plus facile de calculer tout ça avec la célèbre équation d'einstein, mais seulement je ne sais pas comment procéder...

Une idée ?

[Amanuensis]

Merci pour ta réponse Amanuensis, et effectivement je n'avais pas imaginé qu'il pouvait y avoir des réactions fission-fusion-fission... D'ailleurs ça m'intéresse donc si jamais tu connais une vidéo de vulgarisation ou un document assez simple sur le sujet je suis preneur.

En anglais le wiki répond à plein de questions: https://en.wikipedia.org/wiki/Thermo...asic_principle (nettement mieux qu'en français...).

Pour ce qui est du calcul il est probablement plus facile de calculer tout ça avec la célèbre équation d'einstein,

Ça non! La perte de masse est négligeable, sans rapport ni avec la masse de noyaux convertis, ni a fortiori avec la masse totale de tout le dispositif.

[A voir en vidéo sur Futura]

[XK150]

Bonjour ,

Wiki : " fission - fusion seulement . 57 Mt provenant à 97 % de la réaction de fusion " .

Après , c'est un exercice de terminale :

57Mt : env. 2.4 10^17 J
1 fusion D - T : 2.8 10^-12 J
Nbre de fusions : 8.55 10^28
Nbre d'atomes de D : idem 8.55 10^28
masse de D : 286 kg

PLUS !!!! Tout ce qui n'a pas eu le temps de réagir et qui est volatilisé ! Et y en a !!!

[pm42]

Merci pour ta réponse Amanuensis, et effectivement je n'avais pas imaginé qu'il pouvait y avoir des réactions fission-fusion-fission...

C'est dans le Wikipedia sur la Tsar Bomba justement : une bombe à 3 étages FFF (fission-fusion-fission)?

Pour ce qui est du calcul il est probablement plus facile de calculer tout ça avec la célèbre équation d'einstein, mais seulement je ne sais pas comment procéder...

Là aussi, recherche rapide sur le web : L'énergie correspondant à 1 kg de matière est égale à 9 × 10^16 joules
et : Une mégatonne correspond à 4,184×10^15 joules

Edit : grillé par XK150.