Arme à neutrons- une arme qui agit sur une cible avec un faisceau de neutrons ou une onde de neutrons. La mise en œuvre actuelle des armes à neutrons est un type d'arme nucléaire, dans lequel la part de l'énergie d'explosion libérée sous forme de rayonnement neutronique (onde neutronique) est augmentée pour détruire la main-d'œuvre, les armes ennemies et la contamination radioactive du terrain avec des effets dommageables limités de l'onde de choc et le rayonnement lumineux. En raison de l'absorption rapide des neutrons par l'atmosphère, les munitions à neutrons à haut rendement sont inefficaces. Le rendement des ogives à neutrons ne dépasse généralement pas plusieurs kilotonnes de TNT et elles sont classées comme armes nucléaires tactiques.
Ces armes à neutrons, comme d'autres types d'armes nucléaires, sont des armes de destruction massive aveugles.
De plus, une arme à faisceau de neutrons - un canon à neutrons - sera inefficace à de longues distances dans l'atmosphère.
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Les propriétés protectrices les plus fortes sont détenues par les matériaux contenant de l'hydrogène (par exemple: eau, paraffine, polyéthylène, polypropylène, etc.). Pour des raisons structurelles et économiques, la protection est souvent constituée de béton, sol humide - 250-350 mm de ces matériaux affaiblissent le flux de neutrons rapides de 10 fois, et 500 mm - jusqu'à 100 fois, donc les fortifications fixes offrent une protection fiable à la fois munitions nucléaires conventionnelles et à neutrons et canons à neutrons.
Armes à neutrons dans la défense antimissile
La défense antimissile est devenue l'un des aspects de l'utilisation des armes à neutrons. Dans les années 1960 et 1970, le seul moyen fiable d'abattre une ogive de missile balistique volant était d'utiliser des antimissiles à ogive nucléaire. Mais lorsqu'il est intercepté dans le vide sur la partie extra-atmosphérique de la trajectoire, des facteurs de frappe tels que l'onde de choc ne fonctionnent pas, et le nuage d'explosion de plasma lui-même n'est dangereux que dans un rayon relativement petit de l'épicentre.
L'utilisation de charges neutroniques a permis d'augmenter efficacement le rayon de destruction d'une tête nucléaire anti-missile. Lorsqu'une ogive à neutrons d'une fusée interceptrice a explosé, un flux de neutrons a pénétré dans l'ogive ennemie, provoquant une réaction en chaîne dans la matière fissile sans atteindre une masse critique - la soi-disant « pop » (également appelée de manière informelle « bouffée »), qui détruit l'ogive.
La charge neutronique la plus puissante jamais testée était l'ogive W-77 de 5 mégatonnes du missile intercepteur américain LIM-49A Spartan.
En outre, à la fin des années 1960, il était considéré comme raisonnable de compléter les anti-missiles à longue portée par un autre échelon de défense intra-atmosphérique contre les missiles anti-missiles à courte portée, conçu pour intercepter des cibles à des altitudes de 1 500 à 30 000 mètres. . L'avantage de l'interception atmosphérique était que les leurres et les feuilles, qui rendaient difficile la détection d'une ogive dans l'espace, étaient facilement filtrés lors de leur entrée dans l'atmosphère. De tels missiles intercepteurs opéraient à proximité immédiate de l'objet protégé, où il serait souvent indésirable d'utiliser des armes nucléaires traditionnelles qui forment une puissante onde de choc. Ainsi, la fusée Sprint transportait une ogive à neutrons équivalente à 66 kilotonnes.
protection
Les munitions à neutrons ont été développées dans les années 1970, principalement pour augmenter l'efficacité de la destruction des cibles blindées et des effectifs protégés par des blindages et des abris simples. Les véhicules blindés des années 60, conçus en tenant compte de la possibilité d'utiliser des armes nucléaires sur le champ de bataille, sont extrêmement résistants à tous leurs facteurs dommageables.
Naturellement, après l'apparition de rapports sur le développement d'armes à neutrons, des méthodes de protection contre celles-ci ont commencé à être développées. De nouveaux types d'armures ont été développés, qui sont déjà capables de protéger l'équipement et son équipage du flux neutronique. A cet effet, des tôles à haute teneur en bore sont ajoutées à l'armure, qui est un bon absorbeur de neutrons (pour la même raison, le bore est l'un des principaux matériaux de structure des crayons absorbeurs de neutrons des réacteurs), et de l'uranium appauvri est ajouté au acier de blindage. De plus, la composition de l'armure est choisie pour qu'elle ne contienne pas d'éléments chimiques donnant une forte radioactivité induite sous l'action d'une irradiation neutronique.
Il est tout à fait possible qu'une telle protection soit efficace contre des canons à neutrons tout à fait possibles, qui utilisent également des flux de neutrons de haute énergie.
Armes à neutrons et politique
Des travaux sur les armes à neutrons sous forme de bombe à neutrons ont été menés dans plusieurs pays depuis les années 1960. Pour la première fois, la technologie de sa production a été développée aux États-Unis dans la seconde moitié des années 1970. Aujourd'hui, la Russie, la France et la Chine possèdent également la technologie pour la production de telles armes. Des canons à neutrons ont également été créés en Russie. En particulier, le rover Curiosity est équipé d'un canon à neutrons russe, et bien que la puissance de sortie du canon à neutrons installé sur le rover nommé soit trop grande pour un instrument de laboratoire, mais petite pour une arme, c'est déjà un prototype de futur combat canons à neutrons.
Le danger des armes à neutrons sous forme de bombes à neutrons, ainsi que des armes nucléaires de faible et ultra-faible puissance en général, ne réside pas tant dans la possibilité de destruction massive de personnes (cela peut être fait par de nombreux autres, y compris de longue -existent et plus efficaces à cet effet, des types d'armes de destruction massive), comme en brouillant la frontière entre guerre nucléaire et guerre conventionnelle lors de son utilisation. Ainsi, un certain nombre de résolutions de l'Assemblée générale de l'ONU notent les conséquences dangereuses de l'émergence d'un nouveau type d'arme de destruction massive - les dispositifs explosifs à neutrons - et appellent à son interdiction.
Au contraire, un canon à neutrons, étant physiquement une autre sous-espèce d'armes à neutrons, est également un type d'arme à faisceau, et comme toute arme à faisceau, un canon à neutrons combinera la puissance et la sélectivité d'un effet destructeur et ne sera pas une arme de destruction massive.
Un exemple des effets de l'explosion d'une charge de neutrons à différentes distances
L'action d'une explosion aérienne d'une charge neutronique d'une capacité de 1 kt à une altitude de ~ 150 m Distance
anxiétéPression Radiation Protection du béton Terre de protection Remarques (modifier) 0 m ~ 10 8 MPa La fin de la réaction, le début de la diffusion de la bombe. En raison des caractéristiques de conception de la charge, une partie importante de l'énergie d'explosion est libérée sous forme de rayonnement neutronique. du centre ~ 50 m 0,7 MPa n · 10 5 Gy ~ 2-2,5 m ~ 3-3,5 m La limite d'une sphère lumineuse d'un diamètre de ~ 100 m, temps de lueur env. 0,2 s. épicentre 100 m 0,2 MPa ~ 35.000 Gy 1,65 m 2,3 mètres L'épicentre de l'explosion. Une personne dans un abri ordinaire - décès ou maladie des radiations extrêmement grave. Destruction d'abris conçus pour 100 kPa. 170 mètres 0,15 MPa De gros dégâts aux chars. 300 mètres 0,1 MPa 5.000 Gy 1,32 m 1,85 m La personne dans l'abri souffre d'un mal des rayons léger à grave. 340 mètres 0,07 MPa Feux de forêt . 430 mètres 0,03 MPa 1.200 Gy 1,12 m 1,6 m L'homme est « la mort sous le rayon ». Graves dommages aux structures. 500 mètres 1.000 Gy 1,09 m 1,5 m Une personne meurt des radiations immédiatement ("sous le faisceau") ou après quelques minutes. 550 mètres 0,028 MPa Dommages moyens aux structures. 700 mètres 150 Gy 0,9 m 1,15 m La mort d'une personne par radiation en quelques heures. 760 mètres ~ 0,02 MPa 80 Gy 0,8 m 1m 880 mètres 0,014 MPa Dommages moyens aux arbres. 910 mètres 30 Gy 0,65 m 0,7 m La personne décède en quelques jours; traitement - réduction de la souffrance. 1.000 m 20 Gy 0,6 m 0,65 m Les verres des instruments sont peints en brun foncé. 1 200 mètres ~ 0,01 MPa 6,5-8,5 Gy 0,5 m 0,6 m Maladie des radiations extrêmement grave ; jusqu'à 90 % des victimes décèdent. 1.500 m 2 Gy 0,3 m 0,45 m Maladie moyenne des radiations ; périssent jusqu'à 80%, avec traitement jusqu'à 50%. 1.650 m 1 Gy 0,2 m 0,3 m Maladie légère des radiations. Sans traitement, jusqu'à 50 % peuvent mourir. 1.800 m ~ 0,005 MPa 0,75 Gy 0,1 m Modifications des radiations dans le sang. 2.000 m 0,15 Gy La dose peut être dangereuse pour une personne atteinte de leucémie. Distance La charge est constructivement une charge nucléaire conventionnelle de faible puissance, à laquelle s'ajoute un bloc contenant une petite quantité de combustible thermonucléaire (un mélange de deutérium et de tritium). Lorsqu'elle explose, la principale charge nucléaire explose, dont l'énergie est utilisée pour déclencher une réaction thermonucléaire. La majeure partie de l'énergie de l'explosion lors de l'utilisation d'armes à neutrons est libérée à la suite d'une réaction de fusion qui est déclenchée. La conception de la charge est telle que jusqu'à 80 % de l'énergie d'explosion est l'énergie du flux de neutrons rapides, et seulement 20 % sont représentés par le reste des facteurs dommageables (onde de choc, EMP, rayonnement lumineux).
Action, fonctionnalités de l'application
Un puissant flux de neutrons n'est pas retardé par les blindages en acier conventionnels et pénètre des obstacles beaucoup plus forts que les rayons X ou les rayonnements gamma, sans parler des particules alpha et bêta. Grâce à cela, les armes à neutrons sont capables de frapper le personnel ennemi à une distance considérable de l'épicentre de l'explosion et dans des abris, même lorsqu'une protection fiable contre une explosion nucléaire conventionnelle est assurée.
L'effet dommageable des armes à neutrons sur les équipements est dû à l'interaction des neutrons avec les matériaux de structure et les équipements radio-électroniques, ce qui conduit à l'apparition d'une radioactivité induite et, par conséquent, à des perturbations fonctionnelles. Dans les objets biologiques, sous l'influence des rayonnements, il se produit une ionisation des tissus vivants, entraînant une perturbation des fonctions vitales des systèmes individuels et de l'organisme dans son ensemble, le développement du mal des rayons. Les personnes sont affectées à la fois par le rayonnement neutronique lui-même et par le rayonnement induit. Dans les équipements et les objets, sous l'influence d'un flux de neutrons, des sources de radioactivité puissantes et de longue durée d'action peuvent se former, entraînant des blessures de personnes longtemps après l'explosion. Ainsi, par exemple, l'équipage du char T-72, situé à 700 de l'épicentre d'une explosion de neutrons de 1 kt, recevra instantanément une dose de rayonnement inconditionnellement mortelle (8000 rad), échouera instantanément et mourra en quelques minutes. Mais si ce réservoir est réutilisé après l'explosion (physiquement il ne souffrira guère), alors la radioactivité induite conduira le nouvel équipage à recevoir une dose mortelle de rayonnement dans les 24 heures.
En raison de la forte absorption et diffusion des neutrons dans l'atmosphère, la plage de destruction par rayonnement neutronique, en comparaison avec la plage de destruction de cibles non protégées par une onde de choc provenant d'une explosion d'une charge nucléaire conventionnelle de même puissance, est faible . Par conséquent, la fabrication de charges neutroniques de haute puissance est peu pratique - le rayonnement n'atteindra toujours pas plus loin et d'autres facteurs dommageables seront réduits. Les munitions à neutrons réellement produites ont une capacité ne dépassant pas 1 kt. La détonation d'une telle munition donne une zone de destruction par rayonnement neutronique d'un rayon d'environ 1,5 km (une personne non protégée recevra une dose de rayonnement mortelle à une distance de 1350 m). Contrairement aux idées reçues, une explosion de neutrons ne laisse pas du tout intactes les valeurs matérielles : la zone de forte destruction par une onde de choc pour la même charge d'un kilotonne a un rayon d'environ 1 km.
protection
Armes à neutrons et politique
Le danger des armes à neutrons, ainsi que des armes nucléaires de faible et ultra-faible puissance en général, ne réside pas tellement dans la possibilité de destruction massive de personnes (cela peut être fait par de nombreux autres types d'armes de destruction massive, y compris celles qui existent depuis longtemps et sont plus efficaces à cette fin), mais plutôt à brouiller la frontière entre guerre nucléaire et guerre conventionnelle lorsqu'elle l'utilise. Ainsi, un certain nombre de résolutions de l'Assemblée générale des Nations Unies notent les conséquences dangereuses de l'émergence d'un nouveau type d'arme de destruction massive - les neutrons, et appellent à son interdiction. En 1978, alors que la question de la production d'armes à neutrons n'était pas encore résolue aux États-Unis, l'URSS a proposé un accord sur l'abandon de leur utilisation et a soumis un projet de convention internationale sur son interdiction au Comité du désarmement. Le projet n'a pas trouvé le soutien des États-Unis et d'autres pays occidentaux. En 1981, les États-Unis ont commencé la production de charges neutroniques, actuellement elles sont en service.
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Voyez ce qu'est une "bombe à neutrons" dans d'autres dictionnaires :
BOMBE A NEUTRON, voir ARME ATOMIQUE... Dictionnaire encyclopédique scientifique et technique
Cet article concerne les munitions. Pour plus d'informations sur les autres significations du terme, voir Bomb (homonymie) AN602 Air Bomb ou "Tsar Bomba" (URSS) ... Wikipedia
Nom, F., Uptr. cf. souvent Morphologie : (non) quoi ? bombes, quoi? bombe, (voir) quoi? bombe que? bombe, à propos de quoi? à propos de la bombe ; PL. quelle? bombes, (non) quoi ? bombes, quoi? bombes, (voir) quoi? bombes que? bombes, à propos de quoi? à propos des bombes 1. Une bombe est un obus, ... ... Dictionnaire explicatif de Dmitriev
S ; F. [Français. bombe] 1. Un projectile explosif largué d'un avion. Lâchez la bombe. Incendiaire, hautement explosif, fragmentation b. Atomique, hydrogène, neutron b. B. action différée (également : à propos de ce qui est semé de gros problèmes à l'avenir, ... ... Dictionnaire encyclopédique
bombe- s ; F. (bombe française) voir aussi. bombe, bombe 1) Un obus explosif largué d'un avion. Lâchez la bombe. Incendiaire, hautement explosif, fragmentation bo/mba. Atomique, hydrogène, neutron bo/mba... Dictionnaire de nombreuses expressions
Une arme d'une grande puissance destructrice (de l'ordre de la mégatonne en équivalent TNT), dont le principe repose sur la réaction de fusion thermonucléaire de noyaux légers. La source de l'énergie d'explosion sont des processus similaires aux processus qui se déroulent sur ... ... Encyclopédie de Collier
"Popular Mechanics" a déjà écrit sur les armes nucléaires modernes ("PM" n ° 1 "2009) basées sur des charges de fission. Dans ce numéro, il y a une histoire sur des munitions à fusion encore plus puissantes.
Alexandre Prischepenko
Pendant le temps qui s'est écoulé depuis le premier test à Alamogordo, des milliers d'explosions de charges de fission ont tonné, dans chacune desquelles de précieuses connaissances sur les particularités de leur fonctionnement ont été obtenues. Cette connaissance s'apparente à des éléments d'une toile mosaïque, et il s'est avéré que la « toile » est limitée par les lois de la physique : la cinétique de ralentissement des neutrons dans l'assemblage met une limite à la réduction de la taille de la munition et sa puissance, et la réalisation d'un dégagement d'énergie dépassant significativement une centaine de kilotonnes est impossible en raison de la physique nucléaire et des limitations hydrodynamiques des dimensions admissibles de la sphère sous-critique. Mais il est toujours possible de rendre les munitions plus puissantes si, avec la fission, la fusion nucléaire est mise en œuvre.
Fission plus fusion
Les isotopes lourds de l'hydrogène servent de combustible pour la synthèse. Lorsque les noyaux de deutérium et de tritium fusionnent, il se forme de l'hélium-4 et un neutron, le rendement énergétique dans ce cas est de 17,6 MeV, ce qui est plusieurs fois supérieur à celui de la réaction de fission (par unité de masse de réactifs). Dans un tel combustible, dans des conditions normales, une réaction en chaîne ne peut pas se produire, de sorte que sa quantité n'est pas limitée, ce qui signifie que la libération d'énergie d'une charge thermonucléaire n'a pas de limite supérieure.
Cependant, pour que la réaction de fusion commence, il est nécessaire de rapprocher les noyaux de deutérium et de tritium, ce qui est entravé par les forces de répulsion de Coulomb. Pour les surmonter, vous devez accélérer les noyaux l'un vers l'autre et les pousser. Dans un tube à neutrons, lors de la réaction de stripping, une grande quantité d'énergie est dépensée pour accélérer les ions par haute tension. Mais si vous chauffez le combustible à des températures très élevées de plusieurs millions de degrés et gardez sa densité pendant le temps nécessaire à la réaction, il libérera beaucoup plus d'énergie que celle qui a été dépensée pour le chauffage. C'est grâce à ce mode de réaction que les armes ont commencé à être appelées thermonucléaires (selon la composition du combustible, de telles bombes sont également appelées bombes à hydrogène).
Pour chauffer le combustible d'une bombe thermonucléaire - en tant que "fusible" - une charge nucléaire est nécessaire. Le corps du "fusible" est transparent pour les rayons X mous qui, lors d'une explosion, dépassent la substance diffusante de la charge et transforment une ampoule contenant du combustible thermonucléaire en plasma. La substance de l'enveloppe de l'ampoule est choisie de manière à ce que son plasma se dilate de manière significative, comprimant le carburant vers l'axe de l'ampoule (ce processus est appelé implosion de rayonnement).
Deutérium et tritium
Le deutérium est "mélangé" avec de l'hydrogène naturel en quantités environ cinq fois moindres que l'uranium "de qualité militaire" - à l'habituel. Mais la différence de masse entre le protium et le deutérium est double, donc les processus de leur séparation dans des colonnes à contre-courant sont plus efficaces. Le tritium, comme le plutonium-239, n'existe pas dans la nature en quantités tangibles ; il est extrait en influençant l'isotope du lithium-6 avec de puissants flux de neutrons dans un réacteur nucléaire, obtenant le lithium-7, qui se désintègre en tritium et hélium-4.
Le tritium radioactif et le deutérium stable se sont avérés être des substances dangereuses : des animaux de laboratoire, auxquels on avait injecté des composés de deutérium, sont morts avec des symptômes caractéristiques de la vieillesse (fragilisation des os, perte d'intelligence, mémoire). Ce fait a servi de base à la théorie selon laquelle la mort due à la vieillesse et dans des conditions naturelles se produit avec l'accumulation de deutérium : de nombreuses tonnes d'eau et d'autres composés d'hydrogène traversent le corps au cours du processus de la vie, et des composants de deutérium plus lourds s'accumulent progressivement dans cellules. La théorie expliquait aussi la longévité des montagnards : dans le champ gravitationnel, la concentration de deutérium décroît vraiment légèrement avec l'altitude. Cependant, de nombreux effets somatiques se sont avérés contredire la théorie du "deutérium", et à la fin, elle a été rejetée.Les isotopes de l'hydrogène - deutérium (D) et tritium (T) - dans des conditions normales sont des gaz dont il est difficile de "récupérer" des quantités suffisantes dans un appareil de taille raisonnable. Par conséquent, leurs composés sont utilisés dans les charges - les hydrures de lithium-6 solides. Au fur et à mesure que la synthèse des isotopes les plus "facilement enflammés" chauffe le combustible, d'autres réactions commencent à s'y dérouler - avec la participation à la fois des noyaux contenus dans le mélange et des noyaux résultants : la fusion de deux noyaux de deutérium pour former du tritium et un proton, hélium-3 et un neutron, fusion de deux noyaux de tritium avec formation d'hélium-4 et de deux neutrons, fusion d'hélium-3 et de deutérium avec formation d'hélium-4 et d'un proton, ainsi que fusion de lithium -6 et un neutron avec formation d'hélium-4 et de tritium, de sorte que le lithium n'est pas tout à fait aussi "Ballast".
... plus la division
Bien que la libération d'énergie d'une explosion à deux phases (fission + fusion) puisse être arbitrairement importante, une partie importante de celle-ci (pour la première des réactions mentionnées - plus de 80%) est emportée de la boule de feu par des neutrons rapides ; leur portée dans l'air est de plusieurs kilomètres et, par conséquent, ils ne contribuent pas aux effets explosifs.
Si c'est justement l'effet explosif qui est recherché, une troisième phase est également mise en œuvre dans les munitions thermonucléaires, dont l'ampoule est entourée d'un obus lourd d'uranium-238. Les neutrons émis lors de la désintégration de cet isotope ont trop peu d'énergie pour entretenir une réaction en chaîne, mais l'uranium-238 est fissionné par des neutrons thermonucléaires "externes" à haute énergie. La fission sans chaîne dans la coquille d'uranium donne une augmentation de l'énergie de la boule de feu, dépassant même parfois la contribution des réactions thermonucléaires ! Pour chaque kilogramme de poids de produits triphasés, il existe plusieurs kilotonnes d'équivalent TNT - ils sont nettement supérieurs en termes de caractéristiques spécifiques aux autres classes d'armes nucléaires.
Cependant, les munitions triphasées ont une caractéristique très désagréable - un rendement accru de fragments de fission. Bien entendu, les munitions diphasiques polluent également le terrain avec des neutrons, qui provoquent des réactions nucléaires dans presque tous les éléments qui ne s'arrêtent pas de nombreuses années après l'explosion (la radioactivité dite induite), des fragments de fission et des restes de "fusibles" (seulement 10-30 % de plutonium, le reste est dispersé dans les environs), mais les triphasés sont supérieurs à cet égard. Elles dépassent tellement que certaines munitions ont même été produites en deux versions : "sale" (triphasée) et moins puissante "propre" (biphasée) pour une utilisation dans le territoire où étaient supposées les actions de leurs troupes. Par exemple, la bombe aérienne américaine B53 a été produite en deux versions d'apparence identique : la B53Y1 "sale" (9 Mt) et la B53Y2 "propre" (4,5 Mt).
Types d'explosions nucléaires : 1. Explosions spatiales. Il est utilisé à plus de 65 km d'altitude pour détruire des cibles spatiales. 2. Terre. Elle s'effectue à la surface du sol ou à une telle hauteur lorsque la zone lumineuse touche le sol. Il est utilisé pour détruire des cibles au sol. 3. Souterrain. Produit sous le niveau du sol. Elle se caractérise par une forte contamination de la zone. 4. Immeuble de grande hauteur. Il est utilisé à une altitude de 10 à 65 km pour détruire des cibles aériennes. Pour les objets au sol, il n'est dangereux que par exposition à des appareils électriques et radio. 5. Aérien. Il est produit à des altitudes de plusieurs centaines de mètres à plusieurs kilomètres. Il n'y a pratiquement pas de contamination radioactive de la zone. 6. Surface. Elle est réalisée à la surface de l'eau ou à une telle hauteur lorsque la zone lumineuse touche l'eau. Elle se caractérise par un affaiblissement de l'action des rayonnements lumineux et des rayonnements pénétrants. 7. Sous l'eau. Produit sous l'eau. Le rayonnement lumineux et le rayonnement pénétrant sont pratiquement absents. Provoque une forte contamination radioactive de l'eau.Facteurs d'explosion
À partir de l'énergie de 202 MeV fournie par chaque acte de fission, l'énergie cinétique des produits de fission (168 MeV), l'énergie cinétique des neutrons (5 MeV) et l'énergie du rayonnement gamma (4,6 MeV) sont instantanément libérées. Grâce à ces facteurs, les armes nucléaires dominent le champ de bataille. Si une explosion se produit dans un air relativement dense, les deux tiers de son énergie sont convertis en une onde de choc. Presque tout le reste absorbe le rayonnement lumineux, ne laissant qu'un dixième du rayonnement pénétrant, et de ce minuscule 6% seulement va aux neutrons qui ont créé l'explosion. L'énergie essentielle (11 MeV) est emportée par les neutrinos, mais ils sont si insaisissables qu'ils n'ont pas encore pu trouver d'applications pratiques pour eux et leurs énergies.
Avec un retard important après l'explosion, l'énergie du rayonnement bêta des produits de fission (7 MeV) et l'énergie du rayonnement gamma des produits de fission (6 MeV) sont libérées. Ces facteurs sont responsables de la contamination radioactive de la zone - un phénomène très dangereux pour les deux parties.
L'effet de l'onde de choc est compréhensible, par conséquent, la puissance d'une explosion nucléaire a commencé à être évaluée en la comparant à l'explosion d'un explosif ordinaire. Les effets provoqués par le puissant éclair de lumière n'étaient pas inhabituels non plus : des bâtiments en bois ont brûlé, des soldats ont été brûlés. Mais les effets qui ne transformaient pas la cible en braises ou en un tas de gravats banal et non indigné - neutrons rapides et rayonnement gamma dur - étaient, bien sûr, considérés comme "barbares".
L'action directe du rayonnement gamma est inférieure à l'effet de combat de l'onde de choc et de la lumière. Seules d'énormes doses de rayonnement gamma (des dizaines de millions de rads) peuvent causer des problèmes à l'électronique. À de telles doses, les métaux fondent et une onde de choc avec une densité d'énergie beaucoup plus faible détruira la cible sans de tels excès. Si la densité d'énergie du rayonnement gamma est moindre, il devient inoffensif pour les équipements en acier, et l'onde de choc peut aussi avoir son mot à dire ici.
Avec "la main-d'œuvre", aussi, tout n'est pas évident: premièrement, le rayonnement gamma est considérablement atténué, par exemple, par une armure, et deuxièmement, les caractéristiques des dommages causés par les rayonnements sont telles que même ceux qui ont reçu une dose absolument mortelle de milliers de rem ( équivalent biologique d'un rayon X, une dose de tout type de rayonnement, produisant le même effet dans un objet biologique qu'un rayon X), les équipages de chars resteraient prêts au combat pendant plusieurs heures. Pendant ce temps, des machines mobiles et relativement peu vulnérables auraient réussi à faire beaucoup.
Mort à l'électronique
Bien que l'irradiation gamma directe ne fournisse pas un effet de combat significatif, elle est possible en raison de réactions secondaires. À la suite de la diffusion des quanta gamma par les électrons des atomes dans l'air (effet Compton), des électrons de recul apparaissent. A partir du point d'explosion, un courant d'électrons diverge : leur vitesse est nettement supérieure à la vitesse des ions. Les trajectoires des particules chargées dans le champ magnétique terrestre se tordent (et se déplacent donc avec l'accélération), formant ainsi une impulsion électromagnétique d'une explosion nucléaire (EMP NP).
Tout composé contenant du tritium est instable, car la moitié des noyaux de cet isotope se désintègre de lui-même en hélium-3 et un électron en 12 ans, et afin de maintenir la disponibilité de nombreuses charges thermonucléaires à l'emploi, il est nécessaire de produire en continu du tritium. dans les réacteurs. Il y a peu de tritium dans le tube à neutrons et l'hélium-3 y est absorbé par des matériaux poreux spéciaux, mais ce produit de désintégration doit être pompé hors de l'ampoule avec une pompe, sinon il éclatera simplement sous la pression du gaz. De telles difficultés ont conduit, par exemple, au fait que des spécialistes britanniques, ayant reçu des missiles Polaris des États-Unis dans les années 1970, ont choisi d'abandonner les équipements de combat thermonucléaires américains au profit de charges à fission monophasées moins puissantes développées dans leur pays sous le Chevaline programme. Dans les munitions à neutrons destinées à la lutte contre les chars, le remplacement des ampoules avec une quantité significativement réduite de tritium par des "frais", produites dans les arsenaux lors du stockage, a été prévu. De telles munitions pourraient également être utilisées avec des ampoules "vierges" - en tant que projectiles nucléaires monophasés d'une puissance d'une kilotonne. Vous pouvez utiliser du combustible thermonucléaire sans tritium, uniquement à base de deutérium, mais alors, toutes choses égales par ailleurs, la libération d'énergie diminuera considérablement. Schéma de fonctionnement d'une munition thermonucléaire triphasée. L'explosion de la charge de fission (1) transforme l'ampoule (2) en un plasma qui comprime le combustible thermonucléaire (3). Pour renforcer l'effet explosif dû au flux de neutrons, une coque (4) en uranium 238 est utilisée.Seul 0,6% de l'énergie des quanta gamma est transférée à l'énergie de l'EMP de l'énergie nucléaire, et de fait leur part dans le bilan de l'énergie d'explosion est en elle-même faible. La contribution est apportée par le rayonnement dipolaire résultant du changement de la densité de l'air avec l'altitude, et la perturbation du champ magnétique terrestre par le plasmoïde conducteur. En conséquence, un spectre de fréquences continu d'EMR est formé - un ensemble d'oscillations d'un grand nombre de fréquences. La contribution énergétique du rayonnement avec des fréquences allant de quelques dizaines de kilohertz à des centaines de mégahertz est importante. Ces ondes se comportent différemment : les mégahertz et les hautes fréquences s'atténuent dans l'atmosphère, et les basses fréquences « plongent » dans le guide d'ondes naturel formé par la surface de la Terre et l'ionosphère, et peuvent faire le tour du globe à plusieurs reprises. Certes, ces « foies longs » ne rappellent leur existence que par une respiration sifflante dans les récepteurs, semblable aux « voix » des décharges de foudre, mais leurs parents à plus haute fréquence se déclarent avec des « clics » puissants et dangereux.
Il semblerait qu'un tel rayonnement devrait généralement être indifférent à l'électronique militaire - après tout, tout appareil le plus efficace reçoit des ondes de la gamme dans laquelle il émet. Et l'électronique militaire reçoit et émet dans des gammes de fréquences beaucoup plus élevées que l'EMP de l'énergie nucléaire. Mais EMP YV agit sur l'électronique et non via une antenne. Si une fusée de 10 m de long était "couverte" par une onde longue avec une intensité de champ électrique inimaginable de 100 V/cm, alors une différence de potentiel de 100 000 V était induite sur le corps métallique de la fusée ! De puissants courants d'impulsion à travers les connexions de mise à la terre "s'écoulent" dans les circuits, et les points de mise à la terre eux-mêmes sur le boîtier se sont avérés être sous des potentiels très différents. Les surcharges de surintensité sont dangereuses pour les éléments semi-conducteurs : pour « brûler » une diode haute fréquence, une impulsion d'une faible énergie (dix-millionième de joule) suffit. Les IEM occupaient une place de choix en tant que puissant facteur de dommages : parfois, ils mettaient hors d'usage des équipements à des milliers de kilomètres d'une explosion nucléaire - c'était au-delà de la puissance d'une onde de choc ou d'une impulsion lumineuse.
Il est clair que les paramètres des explosions provoquant des EMP ont été optimisés (principalement la hauteur de la détonation d'une charge d'une puissance donnée). Des mesures de protection ont également été développées : les équipements ont été fournis avec des écrans supplémentaires, des parafoudres. Pas un seul échantillon d'équipement militaire n'a été mis en service jusqu'à ce qu'il soit prouvé par des tests - à grande échelle ou sur des simulateurs spécialement créés - sa résistance aux IEM des armes nucléaires, au moins d'une telle intensité, qui est caractéristique de distances pas trop grandes de l'explosion.
Arme inhumaine
Cependant, revenons aux munitions à deux phases. Leur principal facteur dommageable est les flux de neutrons rapides. Cela a donné lieu à de nombreuses légendes sur les "armes barbares" - les bombes à neutrons qui, comme l'écrivaient les journaux soviétiques au début des années 1980, détruisent tous les êtres vivants lors d'une explosion et laissent les valeurs matérielles (bâtiments, équipements) pratiquement intactes. Une véritable arme de maraude - l'a fait exploser, puis viens voler ! En fait, tout objet exposé à des flux de neutrons importants met la vie en danger, car les neutrons, après avoir interagi avec les noyaux, y initient diverses réactions, provoquant un rayonnement secondaire (induit), qui est émis longtemps après le dernier des neutrons irradiés.
A quoi était destinée cette "arme barbare" ? Les ogives des missiles Lance et des obus d'obusier de 203 mm étaient équipées de charges thermonucléaires à deux phases. Le choix des transporteurs et leur portée (des dizaines de kilomètres) indiquent que cette arme a été créée pour résoudre des tâches opérationnelles et tactiques. Les munitions à neutrons (dans la terminologie américaine - "avec une production de rayonnement accrue") étaient destinées à détruire les véhicules blindés, dont le nombre était plusieurs fois supérieur à l'OTAN. Le char est suffisamment résistant aux effets d'une onde de choc, par conséquent, après avoir calculé l'utilisation d'armes nucléaires de différentes classes contre des véhicules blindés, en tenant compte des conséquences de la contamination de la zone par des produits de fission et de la destruction par de puissantes ondes de choc, il a été décidé de faire des neutrons le principal facteur dommageable.
Charge absolument propre
Dans un effort pour obtenir une telle charge thermonucléaire, ils ont essayé d'abandonner la « fusée » nucléaire en remplaçant la fission par un cumul à très grande vitesse : l'élément de tête du jet, qui était constitué de combustible thermonucléaire, a été accéléré à des centaines de kilomètres par seconde (au moment de la collision, la température et la densité augmentent de manière significative). Mais dans le contexte de l'explosion d'une charge creuse d'un kilogramme, l'augmentation "thermonucléaire" s'est avérée négligeable et l'effet n'a été enregistré qu'indirectement - par le rendement neutronique. Un compte rendu de ces expériences menées aux États-Unis a été publié en 1961 dans la collection Atoms and Weapons, ce qui, compte tenu du secret alors paranoïaque de l'époque, était en soi un signe d'échec.
Dans les années 70, dans la Pologne « non nucléaire », Sylvester Kaliski envisagea théoriquement la compression du combustible thermonucléaire par implosion sphérique et reçut des appréciations très favorables. Mais la vérification expérimentale a montré que, bien que le rendement neutronique ait augmenté de plusieurs ordres de grandeur par rapport à la "version jet", les instabilités du front ne permettent pas d'atteindre la température requise au point de convergence de l'onde et seules les particules de combustible réagir, dont la vitesse, en raison de l'étalement statistique, dépasse largement la moyenne. Il n'était donc pas possible de créer une charge complètement "propre".Dans l'attente d'arrêter le tas de "blindages", le siège de l'OTAN a développé le concept de "combattre les deuxièmes échelons", essayant d'éloigner la ligne d'utilisation d'armes à neutrons contre l'ennemi. La tâche principale des forces blindées est de développer le succès jusqu'à la profondeur opérationnelle, après avoir été projetées dans une brèche de la défense, frappée, par exemple, par une frappe nucléaire de grande puissance. À ce stade, il est trop tard pour utiliser des munitions à rayonnement : bien que les neutrons de 14 MeV soient absorbés de manière insignifiante par le blindage, les dommages causés par les rayonnements aux équipages n'affectent pas immédiatement l'efficacité au combat. Par conséquent, de telles frappes étaient prévues dans les zones d'attente, où les principales masses de véhicules blindés étaient fabriquées pour être introduites dans la percée: lors de la marche vers la ligne de front, les effets des radiations auraient dû apparaître sur les équipages.
Intercepteurs de neutrons
Une autre application des munitions à neutrons était l'interception d'ogives nucléaires. Il est nécessaire d'intercepter l'ogive ennemie à haute altitude, afin que même en cas de détonation, les objets sur lesquels elle est dirigée ne soient pas endommagés. Mais le manque d'air autour rend impossible pour l'anti-missile d'atteindre la cible avec une onde de choc. Certes, lors d'une explosion nucléaire dans un espace sans air, la conversion de son énergie en une impulsion lumineuse augmente, mais cela n'aide pas beaucoup, car l'ogive est conçue pour surmonter la barrière thermique en entrant dans l'atmosphère et est équipée d'un brûlage efficace revêtement de protection thermique (ablatif). Les neutrons, d'autre part, "glissent" librement à travers ces revêtements, et lorsqu'ils glissent à travers, ils frappent le "cœur" de l'ogive - un assemblage contenant de la matière fissile. Dans ce cas, une explosion nucléaire est impossible - l'assemblage est sous-critique, mais les neutrons génèrent de nombreuses chaînes de fission amorties dans le plutonium. Le plutonium, qui dans des conditions normales, en raison de réactions nucléaires spontanées, a une température élevée perceptible au toucher, fond et se déforme avec un échauffement interne puissant, ce qui signifie qu'il ne peut plus se transformer en un assemblage supercritique au bon moment.
De telles charges thermonucléaires à deux phases sont utilisées dans les missiles intercepteurs américains Sprint, qui protègent les silos ICBM. La forme conique des missiles leur permet de résister aux énormes surcharges qui se produisent lors du lancement et lors des manœuvres ultérieures.
L'ère de la guerre froide a considérablement ajouté des phobies à l'humanité. Après Hiroshima et Nagasaki, les cavaliers de l'Apocalypse prirent de nouvelles hypostases et commencèrent à paraître plus réels que jamais. Bombes nucléaires et thermonucléaires, armes biologiques, bombes "sales", missiles balistiques - tout cela comportait une menace de destruction massive pour des millions de villes, de pays et de continents entiers.
L'une des "histoires d'horreur" les plus impressionnantes de cette période était la bombe à neutrons - un type d'arme nucléaire "aiguisée" pour détruire les objets biologiques avec un impact minimal sur les valeurs matérielles. La propagande soviétique accorda beaucoup d'attention à cette arme terrible, inventée par le sombre génie des impérialistes transatlantiques.
Il était impossible de se cacher de cette bombe, ni le bunker en béton, ni les abris anti-bombes, ni d'autres moyens de protection ne pouvaient sauver. Dans le même temps, après l'explosion d'une bombe à neutrons, les bâtiments, entreprises et autres infrastructures sont restés intacts et sont tombés directement entre les mains de l'armée américaine. Il y avait tellement d'histoires sur la nouvelle arme terrible qu'en URSS, ils ont commencé à composer des blagues à ce sujet.
Laquelle de ces histoires est vraie et laquelle est une fiction ? Comment fonctionne une bombe à neutrons ? Existe-t-il de telles munitions en service dans l'armée russe ou les forces armées américaines ? Y a-t-il des développements dans ce domaine aujourd'hui?
Comment fonctionne une bombe à neutrons - caractéristiques des facteurs dommageables
Une bombe à neutrons est un type d'arme nucléaire dont le principal facteur dommageable est le flux de rayonnement neutronique. Contrairement à la croyance populaire, après l'explosion d'une munition à neutrons, une onde de choc et un rayonnement lumineux se forment, mais la majeure partie de l'énergie de l'énergie libérée est convertie en un flux de neutrons rapides. La bombe à neutrons est une arme nucléaire tactique.
Le principe de fonctionnement des munitions à neutrons repose sur la propriété des neutrons rapides de pénétrer beaucoup plus fort à travers divers obstacles, en comparaison avec les rayons X, les particules alpha, bêta et gamma. Par exemple, 150 mm de blindage peuvent contenir jusqu'à 90 % de rayonnement gamma et seulement 20 % d'ondes neutroniques. En gros, il est beaucoup plus difficile de se cacher du rayonnement pénétrant d'une munition à neutrons que du rayonnement d'une bombe nucléaire conventionnelle. C'est cette propriété des neutrons qui a attiré l'attention des militaires.
Une bombe à neutrons a une charge nucléaire de faible puissance, ainsi qu'une unité spéciale (généralement constituée de béryllium), qui est la source de rayonnement neutronique. Après la détonation d'une charge nucléaire, la majeure partie de l'énergie de l'explosion est convertie en rayonnement neutronique dur. Le reste des facteurs de dommages - onde de choc, impulsion lumineuse, rayonnement électromagnétique - ne représente que 20 % de l'énergie.
Cependant, tout ce qui précède n'est qu'une théorie, l'utilisation pratique des armes à neutrons a quelques nuances.
L'atmosphère terrestre éteint très fortement le rayonnement neutronique, par conséquent, la plage d'action de ce facteur dommageable n'est pas plus que la plage de défaite de l'onde de choc. Pour la même raison, cela n'a aucun sens de produire des munitions à neutrons de haute puissance - le rayonnement se désintégrera toujours rapidement. Les charges neutroniques ont généralement une puissance d'environ 1 kT. Lorsqu'il explose, il est endommagé par le rayonnement neutronique dans un rayon de 1,5 km. À une distance de 1350 mètres de l'épicentre, il est dangereux pour la vie humaine.
De plus, le flux de neutrons provoque une radioactivité induite dans les matériaux - par exemple, dans les armures. Si vous embarquez un nouvel équipage, touché par une arme à neutrons (à une distance d'environ un kilomètre de l'épicentre), il recevra une dose mortelle de rayonnement dans les 24 heures.
L'opinion répandue selon laquelle la bombe à neutrons ne détruit pas les valeurs matérielles ne correspond pas à la réalité. Après l'explosion d'une telle munition, il se forme à la fois une onde de choc et une impulsion de rayonnement lumineux, dont la zone de destruction sévère a un rayon d'environ un kilomètre.
Les munitions à neutrons ne sont pas très adaptées à une utilisation dans l'atmosphère terrestre, mais elles peuvent être très efficaces dans l'espace. Il n'y a pas d'air, donc les neutrons se propagent sans entrave sur de très longues distances. Pour cette raison, diverses sources de rayonnement neutronique sont considérées comme un moyen efficace de défense antimissile. C'est ce qu'on appelle l'arme à rayon. Certes, ce ne sont pas les bombes nucléaires à neutrons qui sont généralement considérées comme une source de neutrons, mais les générateurs de faisceaux de neutrons dirigés - les canons à neutrons.
Les développeurs du programme Reagan Strategic Defense Initiative (SDI) ont également suggéré de les utiliser comme moyen de détruire les missiles balistiques et les ogives. Lorsqu'un faisceau de neutrons interagit avec des matériaux de construction de missiles et d'ogives, un rayonnement induit est généré, ce qui désactive de manière fiable l'électronique de ces dispositifs.
Après l'apparition de l'idée d'une bombe à neutrons et le début des travaux sur sa création, des méthodes de protection contre les rayonnements neutroniques ont commencé à se développer. Tout d'abord, ils visaient à réduire la vulnérabilité des équipements militaires et de l'équipage. La principale méthode de protection contre de telles armes était la fabrication de types spéciaux d'armures qui absorbent bien les neutrons. On leur a généralement ajouté du bore - un matériau qui piège parfaitement ces particules élémentaires. On peut ajouter que le bore fait partie des barres absorbantes des réacteurs nucléaires. Une autre façon de réduire le flux de neutrons consiste à ajouter de l'uranium appauvri à l'acier de blindage.
En général, presque tous les équipements militaires créés dans les années 60 à 70 du siècle dernier sont protégés au maximum contre la plupart des facteurs dommageables d'une explosion nucléaire.
L'histoire de la création de la bombe à neutrons
Les bombes atomiques lancées par les Américains sur Hiroshima et Nagasaki sont communément appelées la première génération d'armes nucléaires. Son principe de fonctionnement repose sur la réaction de fission de noyaux d'uranium ou de plutonium. La deuxième génération comprend des armes dont le principe est basé sur des réactions de fusion nucléaire - ce sont des munitions thermonucléaires, dont la première a explosé par les États-Unis en 1952.
Les armes nucléaires de troisième génération comprennent les munitions, après l'explosion desquelles, l'énergie est dirigée pour renforcer l'un ou l'autre facteur de destruction. Les bombes à neutrons font partie de ces munitions.
Pour la première fois, ils ont commencé à parler de la création d'une bombe à neutrons au milieu des années 60, bien que sa base théorique ait été discutée beaucoup plus tôt - au milieu des années 40. On pense que l'idée de créer une telle arme appartient au physicien américain Samuel Coen. Les armes nucléaires tactiques, malgré leur puissance importante, ne sont pas très efficaces contre les véhicules blindés, le blindage protégeant bien l'équipage de presque tous les facteurs dommageables des armes nucléaires.
Le premier essai d'un dispositif de guerre neutronique a été réalisé aux États-Unis en 1963. Cependant, la puissance de rayonnement s'est avérée bien inférieure à ce sur quoi l'armée avait compté. Il a fallu plus de dix ans pour peaufiner la nouvelle arme : en 1976, les Américains ont procédé à un autre test de charge neutronique, dont les résultats ont été très impressionnants. Après cela, il a été décidé de créer des projectiles de 203 mm avec une ogive à neutrons et des ogives pour les missiles balistiques tactiques "Lance".
Actuellement, les technologies qui permettent la création d'armes à neutrons sont détenues par les États-Unis, la Russie et la Chine (éventuellement la France). Certaines sources rapportent que la production de masse de telles munitions s'est poursuivie jusqu'au milieu des années 80 du siècle dernier. À ce moment-là, du bore et de l'uranium appauvri ont commencé à être ajoutés au blindage des équipements militaires, ce qui a presque complètement neutralisé le principal facteur destructeur des munitions à neutrons. Cela a conduit à l'abandon progressif de ce type d'arme. Bien que la situation réelle soit inconnue. Les informations de ce type sont sous de nombreux secrets et ne sont pratiquement pas accessibles au grand public.
Presque tous les Soviétiques se souviennent comment le gouvernement des années 1980 a effrayé les citoyens avec de terribles nouvelles armes inventées par le « capitalisme en décomposition ». Des informateurs politiques dans des institutions et des enseignants à l'école ont décrit sous les couleurs les plus étranges le danger pour tous les êtres vivants posé par la bombe à neutrons adoptée aux États-Unis. Vous ne pouvez pas vous en cacher dans des bunkers souterrains ou derrière des abris en béton. Un gilet pare-balles et un équipement de protection plus solide ne vous en sauveront pas. Tous les organismes, en cas de grève, mourront, tandis que les bâtiments, les ponts et les mécanismes, à l'exception peut-être de l'épicentre de l'explosion, resteront intacts. Ainsi, la puissante économie du pays du socialisme développé tombera entre les griffes de l'armée américaine.
La bombe à neutrons insidieuse fonctionnait sur un principe complètement différent de celui de la "bombe tsar" atomique ou à hydrogène, dont l'URSS était si fière. Dans une explosion thermonucléaire, une puissante libération d'énergie thermique, un rayonnement se produit et les atomes porteurs d'une charge, heurtant des objets, en particulier des métaux, interagissent avec eux, sont retenus par eux, et donc les forces ennemies qui se cachent derrière des barrières métalliques sont en sécurité.
Notez que ni l'armée soviétique ni l'armée américaine ne pensaient d'une manière ou d'une autre à la population civile, toutes les pensées des nouveaux développeurs visaient à détruire la puissance militaire de l'ennemi.
Mais la bombe à neutrons, dont le projet a d'ailleurs été développé par Samuel Cohen, en 1958, était une charge à partir d'un mélange d'isotopes radioactifs de l'hydrogène : le deutérium et surtout le tritium. À la suite de l'explosion, un grand nombre de neutrons sont libérés - des particules qui n'ont pas de charge. Étant neutres, contrairement aux atomes, ils ont rapidement pénétré les barrières physiques solides et liquides, n'apportant la mort qu'aux matières organiques. Par conséquent, une telle arme a été appelée par le Pentagone "humaine".
Comme indiqué ci-dessus, la bombe à neutrons a été inventée à la fin des années cinquante. En avril 1963, son premier test réussi sur le terrain d'essai a été effectué. Depuis le milieu des années 70, des ogives à neutrons ont été installées sur le système de défense américain contre les missiles soviétiques à la base de Grand Forks dans l'état.C'est donc ce qui a choqué le gouvernement soviétique quand, en août 1981, le Conseil de sécurité américain a annoncé la production en série de neutrons armes? Après tout, il est déjà utilisé depuis une vingtaine d'années !
Derrière la rhétorique de « paix mondiale » du Kremlin se cachait l'inquiétude que sa propre économie ne soit plus en mesure de « tirer » les coûts du complexe militaro-industriel. En effet, depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale, l'URSS et les États-Unis n'ont cessé de rivaliser dans la création de nouvelles armes capables de détruire un ennemi potentiel. Ainsi, la création par les Américains a entraîné la production d'une charge similaire et de son porteur TU-4 en URSS. Les Américains ont répondu avec le missile Titan-2 à l'attaque russe - le missile nucléaire intercontinental R-7A.
En tant que « notre réponse à Chamberlain », en 1978, le Kremlin a demandé aux scientifiques atomiques de l'installation classée Arzamas-16 de développer et de présenter des armes à neutrons nationales. Cependant, ils n'ont pas pu rattraper et dépasser les États-Unis. Alors que les développements de laboratoire étaient encore en cours, le président Ronald Reagan a annoncé en 1983 la création d'un programme "Star Wars". Par rapport à ce programme grandiose, l'explosion d'une bombe, même chargée de neutrons, semblait être le tir d'un pétard d'enfant. Depuis que les Américains se sont débarrassés de l'arme obsolète, les scientifiques russes l'ont oubliée.