ARCHIVED - Archiving Content ARCHIVÉE - Contenu archivé Archived Content Information identified as archived is provided for reference, research or recordkeeping purposes. It is not subject to the Government of Canada Web Standards and has not been altered or updated since it was archived. Please contact us to request a format other than those available. Contenu archivé L’information dont il est indiqué qu’elle est archivée est fournie à des fins de référence, de recherche ou de tenue de documents. Elle n’est pas assujettie aux normes Web du gouvernement du Canada et elle n’a pas été modifiée ou mise à jour depuis son archivage. Pour obtenir cette information dans un autre format, veuillez communiquer avec nous. This document is archival in nature and is intended for those who wish to consult archival documents made available from the collection of Public Safety Canada. Some of these documents are available in only one official language. Translation, to be provided by Public Safety Canada, is available upon request. Le présent document a une valeur archivistique et fait partie des documents d’archives rendus disponibles par Sécurité publique Canada à ceux qui souhaitent consulter ces documents issus de sa collection. Certains de ces documents ne sont disponibles que dans une langue officielle. Sécurité publique Canada fournira une traduction sur demande.
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Contenu archivé
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Préparé à l'intention des services de Planification d'urgence Canada par le Centre d'analyse et de recherche opérationnelle du ministère de la Défense nationale
Réimprimé 1980 .. 1981
Canael
EFFETS DES ARMES NUCLÉAIRES
INTRODUCTION
Une publication faisant autorité dans le domaine des effets des armes nucléaires et pouvant être lue et comprise par les agents non techniques des services de Planification d'urgence Canada était très nécessaire, étant donné que les publications existant à ce sujet paraissaient peut-être trop vagues ou trop complexes au commun des lecteurs.
A la demande des services de Planification d'urgence Canada, le personnel du Centre d'analyse et de recherche opérationnelle a rédigé le présent manuel afin de combler cette lacune. Ce manuel n'est pas destiné à remplacer des ouvrages comme celui intitulé "Effets des armes nucléaires" publié aux Etats-Unis par le Département de la Défense et le Département de l'Energie à l'intention de techniciens hautement qualifiés; on espère tout de même qu'il fournira suffisamment de données précises à jour aux personnes qui s'occupent de la planification des mesures d'urgence.
Ottawa (Ontario) Planification d'urgence Canada Octobre 1979
■■■■
Pages
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9
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12
SOMMAIRE
Généralités
Effets des armes nucléaires: généralités
Effet de souffle
Effet de souffle - Destructions
Effet de souffle - Victimes
Onde de choc terrestre
Rayonnement thermique
Rayonnement thermique: victimes à l'extérieur 14
14 Rayonnement thermique: incendies
Rayonnement thermique: dégâts en-dehors des villes 15
Rayonnement thermique: brûlures aux yeux 15
Radioactivité nucléaire immédiate 16
Radioactivité nucléaire résiduelle: retombées 17
Retombées: dissémination et radioactivité 19
Retombées: protection et contre-mesures 21
Retombées ultérieures 22
Effets électromagnétiques: brouillage des ondes radio
Comme toute autre explosion, une explosion nucléaire libère très rapidement
une grande quantité d'énergie dans un espace limité. La quantité d'énergie
(c'est-à-dire le "rendement") libérée par une explosion nucléaire est bien
plus considérable que celle engendrée par d'autres types d'explosion et elle
peut équivaloir à la puissance contenue dans une quantité de TNT allant
d'une fraction de kilotonne (1 KT = 1000 T) jusqu'à un nombre élevé demégatonnes (1 MT = 1 000 000 T). La fission totale de deux onces de matière
fissible libère une énergie équivalente à celle contenue dans environ
1000 tonnes de TNT, ou 350 tonnes de charbon. Étant donné qu'une certaine
confusion existe entre tonnes fortes, tonnes courtes et tonnes métriques,
la kilotonne équivaut arbitrairement en physique à
1012 calories,
ou à 2.6 x 1025 Mev, ou à 1.16 x 106 Kwh, ou à 4.2 x 108 joules.
Peu de gens ont vu une explosion nucléaire. Pendant la guerre, deux bombes
atomiques seulement ont été lancées, et par ailleurs, quelques centainesd'essais nucléaires ont eu lieu dans des régions peu habitées du globe, pour
des raisons évidentes. Il est donc difficile de montrer les effets que
pourrait avoir l'explosion d'un engin nucléaire dans une agglomération urbaine
quelconque. La bombe de Nagasaki avait une puissance estimée à 20 kilotonnes,
c'est-à-dire que son explosion fut dix fois plus forte que celle du navireMont-Blanc chargé de 2000 tonnes de TNT qui, en 1917, faillit détruire toute la
ville de Halifax. Aujourd'hui, une bombe comme celle-là pourrait assurément
tout raser. En outre, nous disposons maintenant de bombes 1000 fois plus
puissantes.que celle de Nagasaki, mais il serait faux de croire qu'elles
causeraient obligatoirement des dégâts en proportion de leur puissance.
Avant de s'inquiéter exagérément de l'éventualité d'explosions nucléairesdévastatrices, il faudrait se rappeler que les catastrophes et cataclysmes
naturels peuvent libérer des quantités d'énergie bien supérieures. On a
ainsi calculé qu'en 20 secondes, un ouragan dépenserait une quantité d'énergie
égale à une mégatonne. Un volcan en éruption peut disperser bien plus
de débris que la plus grosse bombe nucléaire. De nombreuses villes courent
des risques limités d'être détruites par de tels cataclysmes sans que leurs
habitants ne s'en inquiètent exagérément.
Un engin nucléaire capable d'engendrer de très importantes destructions
et de faire de très.nombreuses victimes jusqu'à une distance de plusieurs
milles a une puissance bien plus grande que ne le requièrent les besoins
militaires ordinaires. Si l'on veut détruire quelque ouvrage militaire,
il n'est pas nécessaire et probablement pas souhaitable de tout anéantir
à plusieurs milles à la ronde. A l'époque ou les moyens de bombardement
étaient si imprécis que des écarts d'un ou deux milles étaient inévitables,on avait plus ou moins intérêt à détruire une large zone tout autour de
l'objectif, ce qui n'est plus nécessaire aujourd'hui. A mesure que
l'avantage stratégique des engins à multiples têtes nucléaires est
reconnu, les têtes nucléaires conçues pour atteindre des objectifs militaires
2
sont de plus en plus petites et nombreuses. Il est possible que les
têtes nucléaires multi-mégatonniques soient désuêtes, mais lessuperpuissances en gardent encore dans leurs arsenaux à cause del'effet dissuasif de l'impressionnante menace qu'elles représentent. Il
faut envisager leur utilisation éventuelle contre des objectifs industriels,
même si aujourd'hui cela semble de moins en moins nécessaire.
On distingue trois principales catégories de têtes nucléaires, à savoir:
Les armes nucléaires de faible puissance:
- Ce groupe comprend les têtes nucléaires d'une puissance allant d'une
fraction de kilotonne à quelques kilotonnes. Etant donné l'existence
d'une masse critique pour les explosions dues à une fission del'atome, il faut que les armes nucléaires de faible puissance soienttrès perfectionnées; elles sont fabriquées essentiellement pour lesbesoins tactiques militaires. Il est probable que ce genre d'armes
intéresse uniquement les pays pouvant être impliqués dans une guerreterrestre.
. Les têtes à fission nucléaire
- Ce groupe comprend une gamme de têtes dont la puissance peut allerd'un peu moins de 20 kilotonnes, c'est-à-dire la puissance de lapremière bombe atomique, à plusieurs centaines de kilotonnes.
Ce groupe comprend quelques-uns des modèles de têtes
équipant les missiles à têtes multiples et comprendra
probablement la plupart des engins fabriqués par suite de la
prolifération des armes nucléaires.
. Les têtes à fusion nucléaire
- La fusion nucléaire libère plus d'énergie que la fission nucléaire,
mais elle a lieu à des températures très élevées qui ne peuvent être
obtenues pratiquement que par une explosion engendrée par fission
nucléaire. Ces ,têtes sont donc des armes à fission/fusion nucléaire
de puissance mégatonnique. Certains engins à multiples têtes
nucléaires sont dotés de plusieurs têtes individuelles d'unepuissance respective d'environ 1 mégatonne.
Pour la plupart des armes, l'évaluation de la force de frappe estrelativement simple du fait qu'elles sont conçues pour l'attaque d'objectifsde types déterminés. Par contre, les effets des engins nucléaires ne sont
pas aussi circonscrits; même si l'un d'eux était pointé en directiond'un objectif déterminé, il y aurait toujours aux alentours des édifices,
des populations, voire des ressources naturelles, qui risqueraient d'êtreatteints ou détruits. OÙ que cela soit au Canada, l'explosion d'un enginnucléaire ferait des dégâts appréciables d'une sorte ou d'une autre, même
s'ils se limitaient à la nature environnante. Dans un bref article, il
est impossible de traiter de tous les objectifs et de tous les types dedestructions possibles, et il faut faire un choix. Cet article porteradonc surtout sur les pertes en vies humaines engendrées par des
explosions nucléaires et, par conséquent, il parlera essentiellement des
effets d'une agression nucléaire sur des régions peuplées.
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Il faut comprendre qu'il y a toujours une part d'incertitude dans toute estimation quantitative des effets précis des divers types d'engins. Il est d'abord intrinsèquement difficile d'évaluer ces effets avec précision, car, même dans le cas d'essais nucléaires, il n'est pas possible de se rendre maitre de toutes les conditions dans lesquelles ils se déroulent, et il faut se servir de cibles fictives au lieu de cibles véritables. Ensuite, il peut arriver que deux engins de même puissance théorique aient des effets différents parce qu'ils sont de modèles différents, ou parce que leurs éléments fonctionnent un peu différemment. Il y a des incertitudes dues aux conditions de l'explosion, à son altitude, au type de sol, au relief, aux conditions météorologiques et au genre d'agression, ainsi qu'aux caractéristiques d'ensemble de l'objectif choisi, au type et au nombre des édifices, et à la densité de la population. Le nombre d'essais effectués a été tout à fait insuffisant pour fournir des données quantitatives précises correspondant à chaque variation possible des conditions des essais, et de nombreuses extrapolations ont été nécessaires pour évaluer ou prévoir les effets des divers types d'explosions. Il s'ensuit que la plupart des estimations des effets des engins sont très approximatives en ce qui concerne leur danger absolu. Heureusement toutefois, les mesures relatives ou comparatives effectuées sont en général plus fiables; celles-ci comprennent des comparaisons entre les effets produits par des engins de diverses puissances, essayés successivement par ordre de grandeurs croissantes ("scaling"), et des comparaisons entre les effets d'engins différents. Néan-moins, ces mesures approximatives sont suffisamment précises pour servir de données de référence valables aux personnes chargées d'établir des plans de défense. Mais, en cas de véritable attaque nucléaire, il pourra être vital de mesurer directement certains facteurs, comme par exemple l'intensité de la radioactivité résiduelle, avant de pouvoir mettre en oeuvre des mesures de sécurité appropriées.
EFFETS DES ARMES NUCLÉAIRES: GÉNÉRALITÉS
A condition qu'une arme nucléaire explose à une altitrO^ - -à se trouve une densité atmosphèrique appréciable, les résidus se combinent presque immédiatement à de la matière ambiante et forment une masse gazeuse de forme plutôt sphérique, appelée "boule de feu", qui dégage une chaleur et une lumière intenses. Ces gaz à très haute température et pression produi-sent en se dilatant une onde de choc alentour. Dans l'air, cette onde de choc constitue ce que l'on appelle le "souffle de l'explosion". A cause de la très haute température qui règne dans la boule de feu, une assez grande quantité de l'énergie libérée par l'explosion apparaît sous forme de chaleur et de lumière, et c'est ce que l'on appelle généralement "rayonnement thermique et lumineux". En outre, il y a la radioactivité immédiate ou initiale" formée essentiellement de rayons gamma et de neutrons, extrêmement pénétrants et nocifs pour les êtres vivants. Dans le cas d'une explosion nucléaire aérienne, les trois phénomènes physiques, à savoir l'explosion, le rayonnement thermique et la radioactivité immédiate ou initiale, sont les trois principales causes de dégâts.
Après une explosion nucléaire, les matériaux qui subsistent aux alentours du lieu de l'explosion sont extrêmement radiohctifs et donnent lieu à des phénomènes de "radioactivité résiduelle". Dans le cas d'une explosion dans l'air, cette radioactivité résiduelle est insignifiante du fait de la dispersion dans l'air des résidus aspirés vers la haute atmosphère par le
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vent provoqué par la chaleur de l'explosion. Finalement, ces résidus radioac-
tifs accroîtront un peu l'intensité de la radioactivité dans la zone
de l'explosion, sans toutefois ajouter aux dégâts produits sur les lieux.
Enfin, des effets électromagnétiques, dus à l'explosion, font des dégâts
particuliers, durables ou non, à savoir:
- Une ionisation de l'atmosphère qui perturbe celle-ci et,
par conséquent, brouille momentanément les ondes radio et les
ondes radar.
- Une onde électromagnétique, sorte d'onde de choc électrique
capable d'endommager considérablement les appareils électriques
et électroniques.
Lorsque l'explosion a lieu près de la surface du sol, l'énergie libérée
est en partie absorbée par le sol (ou par l'eau), ce qui réduit beaucoup
l'effet de souffle et le rayonnement;. par contre, l'onde de choc terrestre,est plus forte-,ce qui peut être utilisé lorsque des installations
souterraines font partie de la cible visée; mais une explosion nucléaireau sol provoque, en outre, des "retombées radioactives", ce qui est bien
plus important. En effet, la force de l'explosion creuse un cratère
dans le sol (ou dans l'eau), des débris de matériaux sont aspirés en l'air
par le vent de l'explosion, se combinent aux résidus radioactifs de l'engin,
puis retombent au sol dans la zone ravagée, dans la direction où le vent
souffle, en la contaminant par une radioactivité dite "résiduelle" qui
persiste.
5 11•■•••11.1110111.
Les principaux effets engendrés par une explosion nucléaire peuvent se résumer ainsi:
Le souffle
- Peut être associé à un choc terrestre et à la formation d'un cratère, selon le lieu de l'explosion; provoque des dégâts aux édifices, aux installations et à la nature environnante. Peut éventuellement faire des victimes parmi la population; la majorité des blessures et des pertes de vie sont dues aux effets secondaires de l'explosion: destruction d'imineubles, chutes et projetions de verre brisé, etc.
Le rayonnement thermique
- Radiations lumineuses suffisamment intenses pour endommager la vue, et rayonnement thermique tellement chaud qu'il provoque des incendies et brûle l'épiderme exposé à l'air. Ce rayonnement thermique n'a pas de pouvoir pénétrant; il est donc souvent possible de protéger les édifices et la population contre ses effets. Toutefois, lorsque les conditions sont favorables, il peut causer des incendies et des dégâts plus étendus que ceux dus aux autres effets.
Radioactivité nucléaire immédiate
- C'est surtout une dose instantanée de radiations nuisibles aux êtres humains. Du fait de leur forte puissance de pénétration, on peut difficilement s'en protéger. Toutefois, leur portée nocive est généra-lement moindre que celle des autres effets.
Radioactivité nucléaire résiduelle
- Lorsqu'un engin explose au sol, une forte radioactivité contamine la zone environnante et peut s'accumuler avec le temps et atteindre des niveaux mortels. Bien qu'elle ne cause point de dégâts aux édifices ou aux installations, cette radioactivité peut en interdire l'utilisation.
Phénomènes électromagnétiques
- Ces phénomènes sont complexes et leurs effets sont difficiles à évaluer sur le plan pratique. Leur influence ne s'exerce que sur le fonction-nement des appareils électriques et électroniques et, de ce fait, leurs effets peuvent être considérés à part des autres causes de dégâts matériels et de blessures.
On a déjà parlé des conditions où se produit l'explosion, et notamment de l'extrême importance de l'altitude (ou de la profondeur) à laquelle elle a lieu par rapport à la surface du sol. Tous les effets mentionnés brièvement plus haut diffèrent selon l'altitude d'explosion, et le Tableau I montre l'altitude qui dans chaque cas particulier correspond au maximum d'effet. Dans le cas des phénomènes électromagnétiques (PEM), une explosion au sol produira une puissante impulsion électromagnétique qui se propagera jusqu'à environ 8 milles du point zéro, alors que l'impulsion d'une explosion aériénne à haute altitude sera plus faible (mais elle endommagera tout de même les appareils) et se propagera bien plus loin. Seules les explosions au sol ou à faible altitude
dans l'air provoquent des retombées précoces. Le Tableau II indique les hauteurs maximales auxquelles l'explosion d'un engin engendrent des retombées; ces hauteurs varient selon la puissance de l'engin. Le Tableau I montre clairement que les explosions normales aériennes et en surface sont celles qui intéressent le plus les responsables de la protection civile, à cause des dégâts qu'elles provoquent. Il est peu probable que, sans motifs particuliers, on fasse exploser des engins dans la haute atmosphère ou dans des enceintes souterraines. On envisage de traiter séparément, dans des chapitres ultérieurs de cet article, chaque mode de destruction, ce qui n'est pas dénué de risques du fait que ces modes existent simultanément ou consécutivement et peuvent se renforcer ou s'inhiber les uns les autres. Par exemple, dans le cas des mesures de protection envisagées, il peut y en avoir qui soient parfaitement adaptées à la prévention de certains effets et qui s'avèrent inapplicables ou nuisibles lorsqu'elles sont appliquées en même temps que d'autres. Avant d'étudier à part chacun des processus, il paraît donc souhaitable d'établir des comparaisons générales sur l'ampleur de leurs effets lorsqu'ils se déroulent simultanément.
Les effets des armes nucléaires sont essentiellement évalués en trois étapes:
- Calcul de la puissance des divers modes de destruction à des distances différentes de l'explosion. La puissance est exprimée d'ordinaire à l'aide d'une unité appropriée.
- Calcul de la puissance nécessaire pour endommager de façon déterminée les objectifs visés.
- Synthèse des dégâts dans la zone cible considérée.
En outre, au cours d'une quatrième étape, des mesures de protection pourront être prises pour diminuer l'ampleur des dégâts prévus.
En général, l'auteur de l'ouvrage intitulé Nuclear Weapon Effects (1977) ne s'appuie pas sur des tableaux pour montrer l'ampleur des différents effets observés à diverses distances du lieu de l'explosion, mais il fournit une sorte de règle à calculer appelée "Calculateur d'effets nucléaires". Cette règle permet de voir d'un coup d'oeil l'ampleur de ces effets à une distance quelconque d'une explosion nucléaire de n'importe quelle intensité. On verra, au Tableau III, quelques exemples de données qui paraissent permettre des comparaisons intéressantes.
Nous discuterons plus loin en détail du rapport existant entre la quantité d'énergie libérée et le genre de dégâts produits. Il suffira de donner ici une brève description des dégâts correspondant aux niveaux de puissance indiqués au Tableau III.
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- 1 lb/po 2* suffit à briser des fenêtres et à blesser des gens avec des éclats de verre projetés dans toutes les directions.
90%
60 %
0 - 0.6 mille
0.6 à 1.6 mille
1.6 à 3.1 milles
10 pour 1
1 pour 1
1 pour 10 10 à 25 %
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- 10 lb/po 2 suffit à démolir la plupart des édifices et à blesser des gens par la chute des débris.
- 100 lb/po 2
suffit à détruire des abris souterrains près de la surface du sol.
Pression 'de l'air (en lb/po2 )
- 100 rems: Dose approximative minimale d'irradiation capable de causer des blessures.
- 1000 rems: Dose de radiation virtuelle mortelle dans tous les cas.
Le rem (roentgen équivalent man (or mammal)) est une unité de dosage d'irradiation biologique.
Brûlures du second degré
Les effets de la bombe peuvent être directement calculés avec le calculateur d'effets nucléaires car la quantité d'énergie nécessaire est variable selon la puissance de la bombe; elle va d'environ 4 cal/cm2 pour 1 kt à 8 cal/cm2 pour 10 mt.
On peut comprendre assez bien la valeur réelle des chiffres indiqués au Tableau III, si on les compare aux effets des bombes d'Hiroshima et de Nagasaki, qui ont toutes deux explosé dans les airs; elles avaient, pense-t-on, une puissance de l'ordre de 20 Kt. Le nombre des victimes dues à l'explosion de l'une et l'autre de ces deux bombes étant étonnament similaire, oh les confond ici:
Distance du point Zéro
Victimes - Pourcentage de la Proportion entre le nombre population (morts et blessés) des morts et des blessés
Les effets de ces deux bombes ne diffèrent de façon sensible qu'à des distances allant de 1.6 à 3.1 milles, principalement à cause du relief du terrain. Le pourcentage supérieur (25 %) est celui dû à l'explosion d'Hiroshima en terrain plat et découvert, tandis que le pourcentage inférieur (10 %) caractérise l'explosion de la bombe de Nagasaki en terrain accidenté où collines et vallées formaient écran contre les effets de la bombe. Dans le cas d'un engin de 20 kt, la distance est de l'ordre de 0.7 à 0.8 mille pour un effet de souffle de 10 lb/po 2 et une irradiation de 1000 rems;i1 paraît justifié de supposer que, dans les limites de ces distances, le nombre des victimes sera très élevé, c'est-à-dire de l'ordre de 80 à 90 %. La distance de 1.6 mille est celle à laquelle l'effet de souffle est de 3.2 lb/po2 et l'effet thermique de 10 cal/cm2 . Il faut toutefois se rappeler que les habitants d'Hiroshima et de Nagasaki n'étaient absolument pas prévenus du danger.
A l'étape 3, on peut avoir une idée des effets globaux d'une explosion nucléaire menaçant une zone cible non déterminée, en calculant la surface de la zone où des dégâts d'une certaine ampleur peuvent se produire. Cette zone peut être appelée zone des dégâts ou zone des victimes en fonction du type de dommages considérés. Ainsi, on peut faire une comparaison avec le nombre éventuel de victimes des retombées radioactives (voir tableau IV). Il faut insister sur le fait que la zone où les retombées radioactives peuvent faire des victimes est extrêmement variable. Les chiffres indiqués au Tableau IV correspondent à l'explosion BRAVO réalisée dans l'atoll de Bikini avec une bombe d'environ 15 Mt. On dit qu'à la suite de cette explosion, "une surface totale de plus de 7000 milles carrés fut contaminée au point qu'il aurait fallu évacuer cette zone ou prendre des mesures de protection pour éviter la mort ou des blessures par irradiation". L'irradiation était sans doute de l'ordre de 500 à 1000 rems. La superficie contaminée par les retombées radioactives est grosso modo directement proportionnelle au calibre de la tête nucléaire.
Les chiffres indiqués aux Tableaux III et IV permettent de tirer les conclusions générales suivantes:
- Dans le cas d'une puissante arme nucléaire (supérieure à 1 Mt), explosant à la surface du sol, les retombées radioactives peuvent faire plus de victimes que n'importe quel effet d'une explosion aérienne. Si l'on prévoit que de grosses bombes seront lancées lors d'une attaque, il faut prévoir des moyens de protection contre leurs retombées.
- Dans le cas d'armes de moins de 1 Mt, il est probable qu'une explosion aérienne fera plus de victimes qu'une explosion au sol. (Des explosions au sol pourraient toutefdis servir à d'autres fins que de faire un nombre maximum de victimes.)
- Sauf en cas d'explosion d'armes de faible puissance, la zone où la radioactivité immédiate peut faire des victimes est considérablement plus restreinte que la zone où divers autres dégâts et des blessures se produiront. Il est donc possible que parmi les survivants des premiers effets d'une explosion nucléaire, il y ait un nombre relativement faible de victimes dû à la radioactivité.
- Dans le cas d'armes de faible puissance (environ 1 Kt ou moins), il se peut que la radioactivité immédiate fasse le plus de victimes. Si l'on recourt un jour à l'engin nucléaire plus perfectionné qu'est la bombe aux neutrons, les petites ogives en seront dotées, mais il est peu vraisemblable qu'elles soient utilisées contre des agglomérations urbaines.
EXPLOSION AERIENNE
La chaleur intense dégagée par la boule de feu réchauffe l'air ambiant au point que la brusque dilatation de l'air engendre une onde de choc qui se propage dans toutes les directions autour du point d'explosion.
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Les dégâts causés par le puissant souffle d'air de l'onde de choc peuvent se produire de deux façons. Il y a d'abord l'accroissement soudain de la pression atmosphérique lorsque survient l'onde de choc. La pression augmente presque instantanément, atteint sa valeur de "surpression maximale: décroit ensuite peu à peu et redevient normale. Ce retour à la normale prend plus de temps plus on s'éloigne du lieu de l'explosion, et plus l'explosion est forte.
La surpression maximale de l'onde de choc, avant qu'elle n'atteigne un obstacle quelconque, s'appelle "surpression maximale'incidente",bien entendu, cette dernière ne dépend pas du genre de cible visée et, par conséquent, elle sert souvent d'étalon de base pour mesurer l'effet de souffle d'une explosion nucléaire. Le Tableau V montre la valeur de la surpression maximale à diverses distances du point zéro dans le cas d'explosions nucléaires dans l'atmosphère et au sol.
La force de déflagration nécessaire pour endommager un type de cible déterminé est souvent exprimée dans les mêmes termes de surpression maximale exigée, mais le processus de destruction est beaucoup plus compliqué et n'est pas directement relié à la surpression maximale incidente. Il faut donc tenir compte d'un certain nombre d'autres mesures physiques des effets de la déflagration . Par exemple, lorsqu'une onde de choc heurte une surface, elle s'y réfléchit et sa pression, maintenant appelée "surpression réfléchie" s'accroît comme on le voit au Tableau VI. Il en est ainsi chaque fois que l'onde de choc est réfléchie, ce qui peut parfois provoquer des destructions par le souffle à des distances étonnament grandes du lieu de l'explosion.
Lorsque l'onde de choc engloutit un bâtiment, les différences de pression exercées sur ce bâtiment tendent à l'écraser ou à le déformer. C'est ce que l'on appelle "effet d'écrasement" ou "charge d'écrasement", et l'étendue des dégâts dépend alors de la force exercée par la surpression maximale. Deuxièmement, juste après l'onde de choc, un vent violent souffle tant que la pression atmosphérique est supérieure à la normale; ce vent exerce une poussée très forte jusqu'à ce qu'il cesse. C'est la longue durée de ce vent qui différencie notamment, l'explosion de grosses armes nucléaires de celle,de petites armes très• puissantes d'autres nature. Sur les bâtiments, ce vent exerce un "effet de traînée". Les tableaux VII et VIII montrent comment ces autres mesures, qui sont importantes par rapport aux effets de traînée, varient en fonction de la distance du point zéro; ces tableaux font aussi voir quels sont les rapports de ces effets avec la surpression maximale. Le Tableau VII évalue les effets des explosions aériennes, et le Tableau VIII ceux des explosions au sol.
EXPLOSION AERIENNE - DEGATS STRUCTURAUX
L'ampleur relative des dommages causés à un édifice, d'une part par l'effet d'écrasement et, d'autre part, par l'effet de traînée, dépend de la structure et de la grandeur de cet édifice et de la solidité de ses fondations. Toute construction sans fondations ou ayant une charpente assez fragile sera surtout endommagée par l'effet de traînée: mentionnons notamment les poteaux télégraphiques, les tours, les ponts à poutrelles métalliques, les bâtiments à ossature d'acier et à murs fragiles; il en va de même des véhicules et des personnes. Les maisons et les constructions plus importantes résistent moins à l'effet d'écrasement. Le Tableau IX montre quelle relation existe entre les surpressions maximales et les défaillances structurelles des éléments de construction vulnérables à l'effet d'écrasement. Des modifications ultérieures à ce tableau tendent à faire ressortir davantage la variabilité des destructions
10 ,
plutôt que des niveaux de surpression plus précis. Le Tableau IX comprend
trois sections. Dans la première section, on a élargi certaines limites de
variation de la surpression correspondant à des degrés de destruction déterminés;
dans la seconde section, la nouvelle édition du tableau ne mentionne pas dutout les valeurs de surpression, mais puisque les données fournies dans une
édition antérieure de ce tableau paraissent correspondre assez bien aux dégâtsdécrits dans le présent tableau, nous les avons conservées; la troisième
section n'a pas été modifiée dans la nouvelle édition.
La distance à laquelle s'exerce une surpression maximale déterminée est propor-tionnelle à la racine cubique de la valeur de la puissance de l'engin. On
voit cela dans la distance à laquelle une cible vulnérable peut être détruite
par"l'effet d'écrasement". Les destructions occasionnées par l'effet de
traînée dépendent non seulement de la pression du souffle mais aussi de la
durée de cette dernière. Cette durée se calcule aussi d'après une racine
cubique de sorte que pour des armes de plus grandes puissances, les
destructions s'étendent plus loin que lorsqu'on tient uniquement compte de
l'intensité de la pression exercée. C'est ce que l'on voit, au Tableau X,
dans les distances auxquelles sont détruites certaines cibles typiques vulné-rables à l'effet de trainée. Le Tableau XI indique d'autres limites de
distance correspondant à des dégâts structuraux; on y compare les limites de
distance oû les dégâts sont modérés ou importants. Les tableaux X et XI ont
été reproduits tels quels d'après l'édition de 1962. L'édition de 1977 ne
donne pas de tableaux à cet égard mais fournit des nomogrammes (5.140 et 5.146)
permettant de calculer les limites de variation. Celles-ci ont servi à
vérifier le degré d'exactitude des données indiquées. Une seule différence
importante a été trouvée: elle concerne les véhicules, dans le Tableau X, et
elle a été corrigée. La note selon laquelle les limites de variation
applicables aux explosions nucléaires au sol sont égales aux trois quarts de
celles des explosions nucléaires aériennes n'est pas tout à fait juste; elle
est acceptable en ce qui concerne la puissance des armes et l'étendue des
dégâts considérés ici.
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EXPLOSION AÉRIENNE — LES VICTIMES
En général, le corps humain résiste beaucoup mieux que les bâtiments aux directs du souffle d'une explosion. Dans le cas d'un engin explosif ordinaire, on ferait bien d'inciter les gens à se tenir dehors et loin des bâtiments. Mais, en cas d'explosion nucléaire, les gens qui se trouveraient dehors, seraient très vulnérables au rayonnement thermique et à la radioactivité immédiate ce qui entratnerait un accroissement plutôt qu'une diminution du nombre des vic-times. On est donc en droit de dire que l'effet du souffle n'est pas en soi une cause directe importante de blessures, étant donné que ce sont ses consé-quences (effondrement d'édifices, projections de débris ou bousculade des personnes) qui provoquent des pertes de vies et des blessures. Le Tableau XII permet de comparer les effets biologiques dus à divers degrés de surpression aux dégâts structuraux engendrés par des degrés de surpression analogues et décrits au Tableau IX.
La projection de débris de verre constitue une des principales causes de blessures. Les Tableaux XIII et XIV renseignent sur les dimensions et la vitesse de projection de ces débris de verre et sur le danger qu'ils présentent. Dans le cas de gros débris de verre comme ceux dus à l'effondrement de grands édifices, il s'avère (voir ENW 1977, Tableau 12.48) que des débris de verre pesant 10 livres et projetés à une vitesse d'environ 15 pieds par seconde causeront des blessures à la tête; on voit aussi qu'une vitesse de projection supérieure à 25 pieds par seconde suffit pour que les blessures causées par des projec-tions de débris de verre soient pratiquement mortelles dans tous les cas.
Etant donné ces faits, on en conclut que, même dans les cas où les dégâts matériels sont importants, il est possible pour la population de réduire de beaucoup le danger de l'effet de souffle en s'abritant contre les pro-jections de débris de verre et d'autres objets et en recherchant dans un immeubl4 les endroits à l'abri des chutes de débris.
A l'extérieur, des blessures peuvent être causées par des déplacements forcés dus au souffle de l'explosion, c'est—à—dire par la violence du vent qui préci-piterait les gens contre des obstacles durs. Il est prouvé que le fait de heurter un obstacle dur à moins de 10 pieds par seconde ne causera probablement pas de blessures graves; à une vitesse de l'ordre de 10 à 20 pieds par seconde, on se blessera sans doute, tandis qu'au—delà de 20 pieds par seconde, les risqmes de blessures mortelles augmentent rapidement. Le Tableau XV montre les distances du point zéro auxquelles la moitié des personnes non abritées risquent d'être blessées ou tuées. Les risques sont plus grands pour les personnes se trouvant à proximité de bâtiments. On peut comparer ces chiffres à ceux des autres effets indiqués au Tableau III, afin de prouver que ces derniers s'étendent à des distances beaucoup plus grandes.
Un certain délai s'écoule entre le moment de l'explosion et celui de l'arrivée de l'onde de choc, tout comme il y a un intervalle entre l'éclair et le coup de tonnerre (voir Tableaux VII et VIII, "Délai d'arrivée de la surpression maximale). L'onde de choc se propage à une vitesse un peu plus grande que celle du son. Dans le bref intervalle qui précède l'arrivée de l'onde de choc et qui dure généralement quelques secondes, les personnes qui se trouvent
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dehors peuvent prendre des précautions pour accroître leurs chances de survie
(par exemple s'allonger au sol, ou s'éloigner des bâtiments ou des obstacles
naturels, arbres, etc.).
ONDE DE CHOC TERRESTRE
Lorsqu'un engin nucléaire explose près de la surface du sol, l'explosion est
partiellement amortie et une partie de l'énergie libérée, qui se serait au-trement transformée en effet de souffle, ébranle directement le sol, creuse
un cratère, défonce et comprime le sol dans un certain périmètre tout autour.Ce qu'il faut retenir ici, c'est que les matériaux ainsi retirés du sol cons-
titueront la majeure partie des retombées radioactives ultérieures; cette
déformation du sol peut endommager les constructions souterraines situées
alentour. Le souffle de l'explosion peut lui aussi susciter dans le sol une
onde de choc assez puissante pour endommager des installations souterrainesprès de la surface du sol; cependant, cet effet est mesurable par la force.
de la surpression maximale résultant de l'onde choc et par la description des
dégâts types donnée dans la dernière partie du Tableau IX,
La grandeur du cratère dépend du lieu du "point d'explosion" par rapport ausol et du type de sol aux alentours du "point zéro". Le Tableau XVI indique
les dimensions dds cratères creusés par des bombes de différentes puissancesexplosant à la surface du sol. Le diamètre des cratères varie en fonction
inverse de la distance du point d'explosion par rapport au sol; au contraire lediamètre du cratère augmente, lorsque l'explosion a lieu sous terre, mais
comme il est difficile de fabriquer une bombe capable de pénétrer et d'éclater
correctement dans le sol, il s'agit surtout dans ce cas d'explosion d'enginsplacés d'avance sous terre. Ce type d'explosion ne sera pas pris plus longtemps
en considération ici. Les dimensions indiquées au Tableau XVI correspondent àdes explosions à la surface d'un sol sec; le Tableau XVI montre le coefficient
d'augmentation ou de diminution du rayon du cratère dans le cas d'autres
types de sol.
Les distances auxquelles des constructions souterraines risquent d'être en-dommagées varient aussi selon les types de sol,et elles sont d'ordinaire
fonction du rayon du cratère; ainsi on compense automatiquement le coefficient
sol. Le Tàbleau XVIII montre les distances correspondant à des dégâts légers,moyens et importants; ces distances correspondantaurayon des cratères sont
au besoin convertibles en pieds, à l'aide des Tableaux XVI et XVII.
Dans un chapitre ultérieur, on traitera à part le cas où l'explosion nucléaire
a lieu à la surface de la mer et non pas à la surface du sol.
RAYONNEMENT THERMIQUE
Dès le moment de l'explosion, une chaleur considérable se dégage. Ce rayon-
nement thermique se propage à la vitesse de la lumière et, à tous égards, ilse comporte, essentiellement, comme la lumière. La durée de l'onde thermique
effective augmente avec la puissance de l'engin nucléaire.
Elle est approximativement de 0.3 seconde pour l'explosiond'un engin d'un kilotonne et d'environ 30 secondes pour
l'explosion d'un engin de 10 mégatonnes.
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Du fait que le rayonnement thermique se comporte d'une façon tellement semblable à celui de la lumière, il peut être intercepté par n'importe quelle substance opaque. En outre, les variations des conditions atmos-phériques (nuages, brume, brouillard) modifient le rayonnement thermique exactement de la même façon que s'il s'agissait de rayons de lumière. Il est donc impossible de prédire exactement ce qui se passerait dans une ville quelconque en cas d'attaque nucléaire.
Comme on peut s'y attendre, la quantité d'énergie thermique engendrée est proportionnelle à la puissance de l'engin, et en un point situé à une distance quelconque du point d'explosion, la quantité totale de chaleur dégagée est environ proportionnelle à la quantité d'énergie libérée par l'explosion de l'engin dans les mêmes conditions atmosphériques. Par conséquent si une bombe d'une kilotonne produit 1 calorie par centimètre carré à une distance de 1 mille du point d'explosion, une bombe de 100 kt libérera une énergie de 100 calories par centimètre carré à la même distance dans les mêmes conditions. L'effet produit sur une surface atteinte par ce rayonnement thermique dépend du nombre de calories par centimètres carré et de la longueur du délai qui s'écoule entre l'explosion et l'effet thermique. Le soleil émet vers la terre un rayonnement thermique d'environ 2 calories par centimètre carré à la minute. Quatre calories rayonnées ainsi en deux minutes ne produisent rien d'autre qu'une nette sensation de chaleur. Un rayonnement thermique de 4 calories par centimètre carré émis pendant 30 secondes par l'explosion d'un engin de 10 mt cause des brûlures du premier degré, et un rayonnement thermique de 4 calories par centimètre carré pendant 0.3 seconde émis par l'explosion d'un engin de lkt cause des brûlures du deuxième degré.
Il est facile de calculer à quelles distances l'explosion d'engins de diverses puissances peut causer des brûlures par rayonnement thermique. Toutefois les principaux dégâts (et peut-être la plupart des victimes) dus au feu sont causés par des incendies d'immeubles, et l'étendue de la zone où ils se produisàrrt est beaucoup plus difficile à évaluer étant donné que le rayonnement thermique ne met pas directement le feu aux constructions de bois et aux autres bâtiments. L'ampleur des incendies dépendra de bien des facteurs: existence de points d'ignition, répartition des matériaux combustibles, con-ditions atmosphériques, effets du souffle. Il faut donc considérer à part les brûlures causées à des personnes non abritées et les dommages causés par le feu aux édifices. Toutefois, il est utile de noter au préalable comment l'ampleur des effets thermiques (et des autres effets) varie en fonction de la distance depuis le lieu de l'explosion. (Voir Tableau XIX.)
Le calcul de la portée des effets thermiques produits par de très gros engins explosant sur des objectifs au sol a abouti à une certaine surestima-tion des dégâts et du nombre des victimes, car les données fournies sur la propagation des ondes dans l'atmosphère ne sont fiables que pour des distances ne dépassant pas la moitié de la distance de visibilité. Néanmoins, même si l'on tient compte d'une certaine surestimation de leur portée réelle, la distance à laquelle des effets thermiques importants peuvent être ressentis est bien supérieure à la portée d'autres effets, et cet écart augmentera en fonction de la puissance de l'explosion (voir Tableau XX). Lorsqu'un ennemi désire infliger le maximum de dégâts, il semble que la meilleure façon pour lui de le faire soit d'utiliser de grosses bombes pour provoquer d'abord des incendies par un temps favorable.
RAYONNEMENT THERMIQUE: VICTIMES A L'EXdRIEUR
Le nombre de calories nécessaires que doit dégager l'explcAbn d'engins de diverses puissances pour provoquer des brûlures du premier et du deuxième degré est indiqué dans le
Tableau XXI qui montre aussi la distance à laquelle la peau nue, peut ainsi être brûlée.
Il est cependant important de se rappeler que, le rayonnement thermique étant intercepté par tout matériau opaque, l'emploi de tels matériaux permet de diminuer les risques d'incendies et de blessures par le feu. 'A l'intérieur des édifices, les personnes sont donc à l'abri des effets de l'explosion (du moins de ses effets immédiats). Les gens se trouvant dehors sont jusqu'à un certain point protégés contre ce rayonnement thermique par les vêtements qu'ils portent, mais du fait que le rayonnement thermique se progage à la vitesse de la lumière, ils ne sont pas alertés à temps pour pouvoir s'abriter. Il est préférable de porter au moins deux vêtements superposés, pour réduire ainsi la portée du rayonnement susceptible de causer des brûlures. Il faut porter des vêtements lâches , de couleur claire, et si possible ignifugés. Les vê-tements impossibles à enlever facilement s'ils s'enflamment risquent d'être la cause de graves brûlures.
RAYONNEMENT THERMIQUE: INCENDIES
Le rayonnement thermique peut provoquer de très grands incendies s'étendant bien au—delà du périmètre de l'explosion. Cependant, pour que les dégâts dus au feu soient les plus considérables possible, il faut que les conditions soient favorables, et l'on peut, dans une certaine mesure, prendre des précautions pour limiter les risques d'incendie. Il est nécessaire d'examiner le pro-cessus de propagation du feu afin de voir comment on peut s'en protéger.
La chaleur solaire prvoque rarement des incendies, mais une émission d'énergie de 4 calories par cm due à l'explosion d'un engin de 10 mégatonnes enflammerait des coupures de papier journal; l'énergie émise par l'explosion d'un engin d'une kilotonne mettrait le feu à du vieux bois sec. (Voir au Tableau XXII le nombre de calories nécessaires à l'ignition de divers matériaux.) D'autre part, certains matériaux de construction tels que les planches de revêtement en bois ont tendance à se calciner plutôt qu'à s'enflammer sous l'effet de la chaleur et ne donnent pas lieu à des incendies.
Pour que le feu prenne, il faut d'abord qu'il y ait des amas de matériaux facilement inflammables et constituant ce que l'on appelle des "points d'ignition". Le Tableau XXIII indique l'emplacement de ces points d'ignition dans divers quartiers d'une ville. Il y a deux sortes de points d'ignition: les points d'ignition extérieurs tels que des tas de détritus, des morceaux de papier ou des déchets de légumes desséchés et les points d'ignition intérieurs tels que le papier, les rideaux, etc., dans les édifices incendiés à travers les fenêtres. Les risques d'incendie peuvent donc être diminués si l'on prend certaines précautions: se débarrasser des tas de détritus amoncelés dehors et munir les fenêtres d'écrans protecteurs appropriés, notamment de stores vénitiens.
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Il peut s'écouler un intervalle de plusieurs secondes entre l'effet thermique
et l'arrivée de l'onde de choc. Cet intervalle est trop court pour qu'un
incendie quelconque dû au rayonnement thermique devienne incontrôlable, et
l'on ne sait pas exactement quel effet aurait l'onde de choc sur un début
d'incendie; l'onde de choc peut soit éteindre, soit intensifier les flammes.
Quoi qu'il en soit, d'autres incendies peuvent être provoqués par des suites
secondaires de l'effet de souffle: fourneaux de cuisine renversés, courts-
circuits, ruptures des canalisations de gaz, etc. La situation serait sans
doute plus grave encore si l'effet de souffle détruisait le matériel local
de lutte contre les incendies, empêchait les pompiers de se rendre à piedd'oeuvre (les routes étant bloquées) ou de faire leur travail (les canalisations
d'eau ayant été rompues). Lors de deux explosions nucléaires au Japon, on aconstaté que dans une zone un peu plus vaste que celle ou le souffle avait
causé des dommages importants, "à peu près tout ce qui pouvait brûler avait
été détruit par le feu". Voilà à quoi il faudrait sans doute s'attendre â
la suite d'une explosion nucléaire quelconque.
Dans une ville, dès que des incendies se déclarent, ils se propagent en fonction
de divers facteurs, et la distance séparant les divers édifices compte parmi
les plus importants. Dans une agglomération très dense, la chaleur dégagée
par le feu engendre une grande colonne d'air chaud qui provoque un appel d'air
tout autour et contribue â activer les flammes au milieu de la zone atteinte,
tout en empêchant la propagation du feu vers l'extérieur. Dans ce cas, il est
peu probable que l'on puisse sauver quoi que ce soit dans la zone centrale
sinistrée, mais les pompiers pourraient maîtriser les incendies mineurs hors
de cette zone. Dans une ville où les édifices sont assez espacés et ou il y
a un grand nombre d'espaces découverts, l'éventualité d'une "tempête de feu"est improbable et l'on s'attendrait normalement â voir le feu s'étendre dans
la direction du vent. Dans le cas d'une explosion au sol, les retombées
radioactives se dispersent aussi dans la direction du vent, ce qui pourraitgêner le travail des pompiers.
RAYONNEMENT THERMIQUE: DEGATS EN-DEHORS DES VILLES
Cômme le montre le Tableau XX, une très forte explosion nucléaire pourrait
provoquer des incendies jusqu'à près de 100 milles de la. Les Canadiens
savent bien combien les arbres s'enflamment facilement, particulièrement les
forets de conifères. L'explosion d'un engin nucléaire capable de causer un
grand nombre d'incendies dans un rayon de 100 milles risquerait de provoquer
un incendie gigantesque qui détruirait de petites villes et ravagerait devastes régions. On peut présumer que les récoltes dé céréales â la veilled'être moissonnées pourraient aussi être détruites si les conditions météoro-logiques étaient favorables. L'existence de telles armes évoque tout aumoins la possibilité d'attaques dirigées contre l'environnement plutôt que
menaçant la population. Ces attaques aboutiraient â une situation comme
pourraient en décrire les romans de science fiction et ou l'on verrait de nom-
breux peuples lutter pour survivre dans un monde dévasté. Quoi qu'il en soit,
la stratégie actuelle rend ces attaques hautement improbables.
^RAYONNEMENT THERMIQUE: BRÛLURES AUX YEUX
Les risques de lésions aux yeux dues â l'éclair de l'explosion sont assez faibleset ne pourraient être graves que dans des conditions très particulières.
L'éclair produit deux sortes d'effets:c
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- un éblouissement passager qui dure de quelques secondes à
plusieurs minutes et qui pourrait avoir de graves consé-
quences pour les personnes occupées à des activités
exigeant l'usage constant des yeux, comme par exemple laconduite d'une automobile.
- des brûlures de la rétine atteignant les personnes exposées
directement au rayonnement de l'explosion. Ces brûlures
peuvent laisser des séquelles permanentes sous forme de
petites opacités de la rétine; la victime pourrait remédier
â cette situation. D'ordinaire, ces liaisons ne constitueraientpas un handicap sérieux.
Les distances auxquelles ces effets se produisent sont indiquées au Tableau
XXIV en regard de différentes altitudes et par rapport à des explosions dediverses puissances. L'expression "distance limite" désigne la distanceau-delà de laquelle l'effet considéré cesse d'être perceptible. Comme on
peut s'y attendre, l'effet lumineux porte beaucoup plus loin pendant la nuit;l'éclair d'une explosion en altitude peut alors éblouir des personnes setrouvant à près de 150 milles du point zéro.
RADIOACTIVITÉ NUCLEAIRE IMMEDIATE
Ce sont ici les rayons gamma qui préoccupent le plus les responsables desprogrammes de mesures d'urgence. A l'instar de très puissants rayons X lesrayons gamma se propagent en ligne droite à la vitesse de la lumière etpénètrent aisément les matériaux opaques.
En explosant, une arme nucléaire émet des rayons gamma. C'est le rayonnementradioactif initial qui est si rapide qu'il est impossible de l'éviter;
cependant, il ne contamine ni les personnes ni les choses. Les gens ayant
échappé aux premiers effets de l'explosion n'ont donc rien d'autre à redouter
de la radioactivité immédiate. Le Tableau XXV montre quelles doses d'irra-diation l'on reçoit à diverses distances par suite d'une explosion nucléaireaérienne. De très fortes doses d'irradiation peuvent être subies à de faiblesdistances de l'explosion. Cependant, étant donné l'arrêt relativement
brusque de ce rayonnement, la dose d'irradiation devient négligeable bien
avant la limite de la zone de graves destructions dues au souffle de l'ex-plosion.
La valeur de la dose d'irradiation nocive pour les individus est très impor-tante à connaître, mais, faute de données suffisantes, on ne peut qu'en
donner une idée approximative. Le Tableau XXVI en donne un aperçu général.Bref, il ressort de ce tableau que des doses d'irradiation inférieures à
100 rems n'infligent pas de blessures aux êtres humains, que des doses de 200rems ne sont pas mortelles, et que des doses dépassant 1000 rems le sontpresque certainement. Le Tableau XXV montre que dans le cas d'un engin de1 Mt, la dose d'irradiation par rayons gamma, à deux milles, serait insuffi-sante pour rendre malades lespersonnes qui y auraient été exposées; cependant,
elle serait presque certainement mortelle pour des personnes exposéesà ces
rayons à 1 mille et demi du lieu de l'explosion. Bien que les édifices
puissent offrir une protection appréciable contre la radioactivité immédiate,
la dose d'irradiation à 1.2 mille de l'explosion serait mortelle pour la plupart des gens se trouvant à l'intérieur des édifices.
En dépit du fait que les personnes se trouvant à portée du rayonnement radio-actif immédiat émis par une explosion nucléaire recevraient une dose d'irra-diation mortelle, ils ne mourraient par immédiatement et seraient probablement tués par l'onde de choc et par les incendies dus au rayonnement thermique. Il est donc probable que la radioactivité initiale influerait peu sur le nombre total des victimes de l'explosion d'unebombe atomique, et que ce nombre serait très analogue à celui des victimes de l'explosion d'une bombe ordinaire de même puissance.
La situation est toute autre lorsque l'explosion nucléaire a lieu suffisamment près du sol pour provoquer des retombées. En même temps que le rayonnement radioactif immédiat, la fission de l'uranium ou du plutonium engendre un grand nombre de particules radioactives appelées généralement "produits de fission". A la haute température de la boule de feu, on peut supposer que toutes ces particules sont vaporisées et que lors du refroidissement de la boule de feu, beaucoup d'entre elles (mais pas toutes) se condensent sélec-tivement en une fine poussière. Ces particules seraient approximativement de la grosseur des gouttelettes d'eau dans la vapeur s'échappant du bec d'une bouilloire chaude; en l'absence de tout autre phénomène, elles tomberaient toutes avec la même lenteur sur le sol.
Lorsque de plus grosses particules auxquelles adhère cette fine poussière s'incorporent au nuage nucléaire, comme c'est par exemple le cas des débris de terre aspirés par l'explosion d'un engin près du sol, il peut y avoir des "retombées initiales", car les particules plus grosses tombent plus rapi-dement. Ces "retombées initiales" ont lieu dans les vingt—quatre heures suivant l'explosion. Après une explosion nucléaire au sol, la zone la plus dangereuse est d'ordinaire celle contaminée par la retombée de particules viibles, dont la grosseur va de celle de petits grains de sable à celle de petites billes; les plus grosses particules tombent au sol près du point zéro.
Les débris de terre soulevés par une explosion au sol peuvent, en retombant, entraîner de 50 à 707 des substances radioactives du nuage nucléaire. Plus tard, le reste des particules de poussière pourra retomber avec la pluie, après des semaines, des mois ou des années, presque n'importe où sur la surface du globe. C'est ce que l'on appelle les "retombées ultérieures" et, du fait des transformations subies entre—temps par ces résidus radioactifs, il serait faux de dire que "ce sont là les mêmes poussières qui retombent". Lorsque les retombées radioactives initiales touchent le sol en quelque endroit, on dit que tout ce qui s'y trouve est "contaminé". Il est important de faire une distinction entre "irradiation" et "contamination". Les mesures de survie ne concernent que les zones atteintes par les "retombées initiales!' et, chaque fois que dans ce manuel nous parlerons de "retombées", ce sera aux "retombées initiales" que nous ferons allusion.
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Les rayons gamma émis par la poussière radioactive portent à une distance de plusieurs centaines de pieds dans l'air. Il n'est donc pas nécessaire d'entrer en contact direct avec cette poussière pour risquer d'être irradié par ces rayons gamma. On estime que 50 p. cent du rayonnement radioactif que subirait une personne se tenant dans une zone de retombées viendrait d'une distance de plus de 50 pieds et que 25 p. cent viendrait d'une distance dépassant 200 pieds.
Outre les rayons gamma, l'explosion nucléaire libère des neutrons, et les produits de fission émettent des particules bêta. Les substances non fissibles de la bombe atomique émettent des particules alpha. Les neutrons portent un peu moins loin que les rayons gamma, mais ils ont des effets semblables sui: les être humains et peuvent rendre certaines matières radioactives. C'est ainsi que les neutrons sont une source de radioactivité immédiate et éventuelle-ment de radioactivité résiduelle si l'objectif visé se trouve à la portée des neutrons libérés par l'explosion.
Dans l'air, les rayons bêta n'ont qu'une portée de quelques verges et les par-ticules émettant ces rayons sont donc surtout une source de radioactivité ré-siduelle pouvant causer des brûlures lorsque des matériaux émettant de tels rayons sont laissés en contact avec l'épiderme. Les particules alpha ne pénètrent pas dans la peau et ne sont dangereuses que si elles sont absorbées par l'organisme.
Les vêtements protecteurs utilisés lors des exercices de survie ont pour but d'empêcher les poussières émettrices de rayons bêta d'entrer en contact avec l'épiderme. Ces vêtements étant faits en tissu à trame très serrée, ils ne protègent pas contre les rayons gamma. Une simple salopette, un couvre-chef, des gants et des chaussures, voilà les seuls vêtements protecteurs que l'on porte alors.
Une propriété remarquable de la radioactivité (elle provient de sa nature même), c'est qu'elle diminue graduellement. Chaque substance radioactive possède sa propre vitesse de désintégration, qui est invariable et qui correspond à la période de temps nécessaire pour perdre la moitié de son intensité. Cela s'appelle période de demi-vie. Des exemples indiquant comment la période de demi-vie varie largement d'un isotope radioactif à l'autre figurent au Tableau XXVII.
Les produits de fission étant un mélange d'une multitude d'isotopes radioactifs, ils n'ont pas de période de demi-vie précise. La période de demi-vie s'accroît avec l'âge. La désintégration est plus compliquée et peut en général s'exprimer par le principe suivant: lorsque l'âge est multiplié par 7, l'activité des produits de fission doit être divisé par 10. Voilà une simplification de ce qu'on exprime mathématiquement par l'équation suivante:
I t = Il t-1 . 2
I t est l'intensité au temps t1 et I I est l'intensité 1 heure après l'explosion.
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Si l'on exprime cette loi en valeurs précises, on dira par exemple, que,
si la radioactivité à un certain endroit, à
H 1 heure, est de 100 roentgens par heure,
alors à H 7 heures, elles sera de 10 roentgens par heure
à H+- 49 heures, elle sera de 1 roentgen-par heureà H 2 semaines, elle sera de 0.1 roentgen par heure
à H 3 mois, elle sera de 0.01 roentgen par heure.
Ce rapport est valable à 25 p. cent près pour les périodes après l'explosion
variant de 30 minutes à 200 jours, pourvu qu'il ne se produise aucun
changement dans la quantité de retombées pendant l'intervalle de temps consi-
déré. On ne peut utiliser la formule tandis que les retombées se produisent
encore, ou si le mauvais temps à sévi... Par conséquent, il y a lieu de vérifier
le taux réel de désintégration en prenant des mesures aussi souvent que pos-
sible.
On constate que le taux de radioactivité décroit pendant les premières heures
suivant l'explosion et un peu plus lentement après. Il est donc très dange-reux pour les "personnes de se tenir à découvert pendant les premières heures
après une explosion dans une zone contaminée par les radiations; de nombreuses
vies humaines peuvent être sauvées s'il existe des abris contre les radiations
où l'on peut séjourner pendant ce temps, et surtout si les gens réussissent àse mettre à l'abri avant la chute des retombées. "En se protégeant ainsi contre les
radiations jusqu'à l'apparition des retombées, on accroît automatiquement ses
chances de survie car le taux de radioactivité aura alors déjà beaucoup diminué.
L'équation de désintégration donnée ci-dessus permet de conclure que la dose
d'irradiation reçue sera égale à 5t It, si l'on reste indéfiniment à un endroit
où l'intensité du rayonnement au temps t est It. Si par exemple la radioacti-vité à un endroit est égale à 2 roentgens par heure, 24 heures après l'explosion,
la dose totale sera égale à5 x 24 x 2= 240 roentgens,
ce qui pourrait arriver à rendre les gens malades. Bien qu'il n'y aurait aucundanger à aller et venir à découvert pendant quelques heures dans une zone où la
radioactivité serait de 2 roentgens par heure, il vaudrait évidemment mieux
s'en aller à un endroit non contaminé à moins qu'il ne soit possible d'enlever
les matériaux radioactifs contaminant la zone.
t #4RETOMBEES: DISSÉMINATION ET RADIOACTIVITE
Dans un exposé sur les effets des armes mucléaires, il faut évidemment donner
une idée générale des effets des retombées et de l'endroit ou elles se produi-
raient. D'une manière tout à fait générale, la dose totale mesurable des
radiations émises par les retombées seraient égale à:
1000 rads/heure (1 heure après l'explosion) par kilotonne de matière
fissible, sur une étendue d'un mille carré.
Cela signifie que, dans le cas d'une bombe d'une mégatonne (demi-fission), la
dose totale de radiations équivaudrait au produit de 500 000 rads/heure par
la dose de radiations au mille carré émise pendant la durée de vie des particules.
Si les particules retombaient de façon uniforme de sorte que la dose totale de radiations soit partout égale à 500 rads, la zone affectée aurait une superficie de 5000 milles carrés. En fait, cette dissémination des retombées est loin d'être égale partout, et la zone contaminée par une dose d'irradiation mortelle ou nocive est par conséquent beaucoup plus petite.
La forme et la superficie de la zone de retombées dépendent de bien des facteurs dont le plus important est peut-être le temps qu'il fait au moment de l'explo-sion et pendant quelques heures après. Il est impossible de prévoir d'avance suffisamment en détails la dissémination des retombées. Pour les besoins de la planification, on calcule d'habitude la surface de dissémination idéale en fonction d'une vitesse de vent constante, généralement 15 milles/heure; on obtient ainsi une surface ellipsoïde allongée en forme de cigare dont le grand axe est dans le sens où souffle le vent, les courbes de variation des doses de radiations peuvent être tracées et .à partir d'elles, il est nossible de déli-miter les zones contaminées par une dose supérieure à une dose globale déterminée. Le Tableau XXVIII fournit des données sur la répartition idéale des retombées provenant d'une explosion de 10 Mt et d'une explosion de 1 Mt, lorsque la moitié de l'énergie ainsi libérée résulte de la fission nucléaire. Le Tableau XXVIII(a) fournit des données sur certaines variations de doses de radiations, et le Tableau XXVIII(b) sur les limites maximales de répartition de doses globales déterminées. Il importe de noter dans ce tableau qu'une explosion nucléaire de 10 Mt peut émettre en l'espace d'une semaine une dose de radiations mortelle jusqu'à 100 milles sous le vent et une dose de radiations nocive jusqu'à 420 milles sous le vent. Des vents plus forts pourraient porter jusqu'à 500 milles et plus la limite atteinte par des radiations nocives. Le Tableau montre aussi que les zones de radioactivité nocive augmentent en étendue à peu près en pro-portion du rendement de l'explosion (fission nucléaire).
La répartition idéale indique l'étendue possible des retombées et les distances jusqu'où elles peuvent être dangereuses; elle ne prédit cependant pas les limites réelles des zones touchées. Quoi qu'il en soit, après le chute de retombées en un point donné et la mesure de leur radioactivité, on peut calculer exactement la radioactivité totale présente dans ce secteur. Il est donc primordial d'avoir des appareils de détection des radiations dans le secteur où à lieu une explosion pour mesurer l'intensité réelle de la radioactivité après l'explosion et pouvoir prendre les mesures de protection appropriées. Pour faire ces mesures, on se sert de la "dose de référence"; il s'agit d'une valeur théorique correspondant à ce que serait la dose de radioactivité une heure après l'explosion, si la dissémination des retombées était déjà terminée à ce moment-là. Le Tableau XXIX montre le facteur par lequel on multiplie la dose de radioactivité à un moment donné après l'explosion pour obtenir la valeur de la "dose de référence".
Une fois établie la valeur de la "dose de référence", il est possible de calculer la valeur de la dose de radioactivité à tout moment après l'explosion et de faire le total des doses d'irradiation subies depuis l'instant où l'on s'est trouvé exposé aux radiations jusqu'à un moment quelconque après l'explosion. Le Tableau XXX indique quels sont les facteurs à utiliser pour obtenir, à partir de la "dose de référence", la dose totale d'irradiation subie depuis un moment donné; on notera que la dose totale de radiations émises pendant la durée de vie des particules radioactives est 5 fois supérieure à la "dose de référence" 1 heure après l'explosion, 4 fois supérieure, 3 heures après l'explosion, et environ 3 fois supérieure à la dose de référence 12 heures après l'explosion. Cela signi-fie que 20 % de la dose totale de radioactivité sont émis de 12 heures à 4 jours après l'explosion, et 20 % de 4 jours à 4 mois après l'explosion. Les 20 % qui restent sont émis après 4 mois.
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RETOMBÉES: PROTECTION ET CONTRE-MESURES
Intercepter les rayons gamma n'est pas aussi facile que d'intercepter le
rayonnement thermique. Il faut des écrans protecteurs d'une bien plus grande
"épaisseur"; "épaisseur" est ici le terme qui convient puisque pour une très
large gamme de matériaux divers, la protection fournie par un écran d'un poids
donné au pied carré est à peu près invariable. La valeur protectrice d'un
matériau déterminé peut être exprimée en termes de "demi-épaisseur" ou dedixième d'épaisseur"; la "couche de demi-épaisseur" dite parfois "couche de
demi-atténuation" est l'épaisseur qui réduira de moitié l'intensité des radia-tions qui la traversent, et la "couche de dixième d'épaisseur" est celle qui
ne laissera passer qu'un dixième de cette intensité. Cela n'est cependantvalable que dans le cas d'un faisceau de radiations étroit provenant d'une
source ponctuelle, ce qui est à peu près le cas de la radioactivité immédiate
provoquée par une explosion nucléaire, mais lorsqu'il s'agit de vrais édifices
construits en divers matériaux et présentant divers angles d'incidence, il est
préférable d'évaluer la protection globale offerte respectivement par chaque
édifice.
Dans le cas de la radioactivité résiduelle, il est encore plus nécessaire de
considérer â part chaque bâtiment, étant donné que les radiations ne provien-
nent pas d'une source ponctuelle, mais de poussières disséminées dans une vaste
zone avoisinante. Le Tableau XXXI indique la protection offerte par divers édifi-
ces et précise pour ce faire le coefficient de transmission de la dose de
radiations, c'est-à-dire le coefficient par lequel il faut multiplier la dose
de radiations extérieures pour obtenir la dose de radiations à l'intérieur d'un
édifice. Il s'agit là d'une autre méthode possible à la place de la méthode
ordinairement utilisée, qui consiste à désigner un "coefficient de protection"
par lequel on divisera la valeur de la radioactivité extérieure pour obtenir
la valeur de la radioactivité intérieure. Le Tableau XXX montre que le coef-ficient de transmission des radiations est beaucoup plus faible dans le cas des
retombées que dans celui de la radioactivité immédiate, ce qui signifie qu'il
est beaucoup plus facile de se protéger contre la radioactivité des retombées.
Les Tableaux XXVIII à XXX permettent d'évaluer les effets des contre-mesures
prises à l'égard des retombées radioactives et de se rendre compte qu'ilsne sont pas du tout négligeables, bien au contraire. On voit dans le Tableau
XXVIII(b) qu'en l'absence de contre-mesures, dans une zone d'une superficie
à 20 000 milles carrés, les retombées d'une explosion nucléaire de 10 Mtpourraient causer des pertes de vies humaines et des blessures jusqu'à 400
milles de là dans la direction du vent, mais qu'il serait possible de sauverpresque tout le monde dans ce secteur, grâce à l'utilisation adéquate des abris
existants et à l'évacuation ultérieure de cette zone. Dans beaucoup de cas,la construction d'abris spéciaux ne serait pas nécessaire puisque les sous-sols
d'immeubles, etc., offriraient une protection suffisante. Prenons le cas d'un
individu se trouvant à la distance-limite dans la direction du vent, dans le
périmètre oû la dose de radiations s'élève à 500 rads/h. S'il ne va pass'abriter, nous voyons sur le Tableau XXVIIka) qu'en l'espace d'une semaine il
absorberait une dose globale de 850 rads (il en mourrait probablement); alorsqu'il n'aurait absorbé qu'une dose de radiations de 85 rads (inférieure à la
dose nocive), s'il avait profité de l'intervalle de 6 heures entre l'explosion
et l'arrivée des retombées pour aller s'abriter dans sa cave (il devrait biensûr y rester une semaine). Le Tableau XXIX montre en outre qu'une semaine après
l'explosion, la dose de radiations dehors serait 468 fois moins nevée et ne s'éleverait plus qu'à 1.1 rad/h environ, ce qui permettrait à cet individu de prendre plusieurs heures pour quitter la zone contaminée sans absorber une dose globale de radioactivité égale à 100 rads et nuisible pour na santé. Si tout le monde agissait ainsi, le secteur où l'on enregistrerait des pertes se bornerait à cette partie de la zone de retombées située à l'intérieur du périmètre où la dose de radiations serait de 500 rads/h, c'est-à-dire une superficie cinq fois plus petite, ce qui réduirait d'environ 80 % les pertes dans la zone de retombées. En s'efforçant de mieux s'abriter contre les retombées, comme par exemple en se tenant dans les étages du milieu des immeu-bles-tour, ou dans des constructions souterraines, on pourrait réduire encore cinq fois plus le nombre des victimes, qui équivaudrait alors à seulement 5 % du nombre de personnes exposées à l'origine. Une des raisons pour lesquelles nous insiston§ ici sur les effets des retombées, c'est qu'il se pourrait que ce soient les seuls effets importants d'une explosion nucléaire auxquels nous risquerions d'être exposés ici au Canada. Une agression nucléaire limitée au territoire des États-Unis pourrait causer d'importantes retombées au Canada, ce qui ne manquerait pas de se produire surtout dans les régions plus peuplées qui se trouvent à moins de 100 milles de la frontière des États-Unis. Il pourrait aussi arriver que dans ce cas il y ait simultanément des retombées du..±s l'explosion de plusieurs engins nucléaires, ce qui provoquerait une accumulation de retombées beaucoup plus importante que si une seule bombe avait été lancée.
RETOMBEES ULTERIEURES
Essentiellement, tous les résidus d'une explosion aérienne contribuent à provoquer des retombées ultérieures. Dans le cas d'explosions en surface, 60 à 70 % de ces résidus se retrouvent dans les retombées initiales et le reste dans les retombées ultérieures qui, habituellement, atteignent la surface du globe au bout de quel-ques semaines ou de quelques mois, après un périple qui les aura peut-être fait dériver autour de la moitié du globe. La radioactivité de ces résidus a alors perdu beaucoup de sa nocivité, comme le montre le Tableau XXXII. Ces résidus radioactifs sont toutefois capables de produire des effets d'ordre génétique, en particulier lorsque des organismes biologiques accumulent en eux des matières radioactives, telles que le strontium 90. Quoi qu'il en soit, dans le contexte général des effets des armes nucléaires, ces effets à long terme sont insigni-fiants, sauf éventuellement si une guerre nucléaire de grande envergure se déclarait ailleurs dans l'hémisphère nord sans concerner le territoire du Canada. Les effets accumulés de plusieurs explosions nucléaires d'un millier de méga-tonnes risqueraient d'avoir pendant très longtemps de sérieuses répercussions d'ordre génétique, ce qui pourrait être grave pour un pays n'ayant pas participé directement au conflit, même si la plupart des autres pays se trouvaient dans la même situation.
EFFETS ELECTROMAGNETIQUES: BROUILLAGE DES ONDES RADIO ET RADAR
La propagation des ondes électromagnétiques de longueur d'onde égale à 1 mm ou plus, utilisées pour les radiocommunications et les radars, dépend souvent de propriétés électriques de l'atmosphère. notamment de son ionisation. Les radiations provenant des débris radioactifs et de la boule de feu d'une explosion nucléaire peuvent grandement modifier l'ionisation de l'atmosphère et de ce fait perturber la propagation des ondes électromagnétiques. La quantité d'énergie libérée par l'explosion influe sur ces perturbations qui dépendent aussi de l'altitude de l'explosion et des débris radioactifs, ainsi que de la fréquence des ondes
22
électromagnétiques. Dans certaines circonstances, il peut arriver que les signaux électromagnétiques cessent complètement pendant plusieurs heures.
Dans le cas d'explosions nucléaires à une altitude inférieure à 10 milles, y compris les explosions en surface et les explosions aériennes destinées à causer d'importants dégâts au sol, la plus grande partie de l'énergie libérée se dissipe dans l'atmosphère aux abords immédiats du centre de l'explosion, ce qui provoque l'apparition d'une boule de feu et d'une onde de choc due au souffle. La zone de la boule de feu sera suffisamment ionisée pour faire taire les signaux électromagnétiques pendant au moins dix secondes et peut-être même trois ou quatre minutes, mais l'ampleur de la zone spatiale ionisée sera restreinte. En outre, autour de la boule de feu se trouvera encore une zone où pendant des dizaines de secondes une portion appréciable d'ondes électromagnétiques seront absorbées, ce qui pourra avoir des effets négligeables sur la plupart des systèmes de radiofréquences, mais risquera de gêner grande-ment le fonctionnement des radars dont les faisceaux d'ondes hautement direc-tionnels passeront assez près de la boule de feu. Dans la colonne et le nuage causés par l'explosion nucléaire, la réfraction et le brouillage des signaux de radar peuvent être plus perceptibles que leur absorption.
Des explosions nucléaires dans la haute atmosphère et en particulier à une altitude supérieure à 40 milles provoqueront dans la ionosphère de considérables perturbations qui en modifieront le pouvoir de réflexion et de réfraction. Les effets de ces perturbations sur le fonctionnement des appareils de radio et de radar sont résumés dans le Tableau XXXIII—Ilest improbable que l'on ait recours à de telles explosions nucléaires pour détruire des objectifs au sol, mais il est possible qu'on s'en serve pour perturber les réseaux de défense aérienne, couper les communications et créér la confusion.
Les explosions de puissants engins classiques peuvent produire des signaux électromagnétiques et, il n'y a rien d'étonnant à ce que l'explosion d'une bombe nucléaire provoque une impulsion électromagnétique. Toutefois, ce n'est qu'au bout de quelques années que l'on a réalisé pleinement l'ampleur et la gravité éventuelle des éffets de ces IEM sur les circuits électriques et électroniques. Les explosions .nucléaires.de.tdus types, qu'il s'agisse d'explosions souterraines ou d'explosions dans la haute atmosphère, s'accom- pagnent d'une IEM, bien que l'intensité, la durée et la localisation de cette im-pul s ionvarient considérablement selon le lieu de l'explosion. Ici encore, les effets électromagnétiques sont plus importants lorsqu'il s'agit d'explo-sions nucléaires dans la haute atmosphère.
L'IEM nucléaire est une onde électromagnétique, qui varie avec le temps et qui augmente très rapidement pour atteindre un maximum d'intensité. Après avoir vite atteint son maximum, le champ électrique décroît en intensité et, quel-ques dixièmes de microsecondes après, devient très faible. Malgré sa brièveté, l'impulsion électromagnétique possède une énergie considérable surtout lorsqu'il s'agit d'un engin nucléaire de puissance mégatonnique. Cette impulsion se propage dans l'espace à la vitesse de la lumière, à partir du point d'explo-sion, et elle peut être captée à distance par des conducteurs métalliques et autres, tout comme les ondes radio sont captées par des antennes. L'énergie
23
24
de cette onde électromagnétique peut alors être convertie en courant
électrique de grande intensité et de fort voltage. C'est pourquoi les appa-
reils électriques et électroniques branchés sur un collecteur ou réliés à
lui risquent d'retre gravement endommagés, ce qui pourrait entrainer de graves
conséquences pour tout système dont le fonctionnement dépend de ces appareils.
On verra au Tableau XXXII la liste de quelques collecteurs typiques, de quelquescomposants et de certains systèmes très vulnérables aux effets destructeurs de
l'IEM.
L'impulsion électromagnétique (IEM) résulte d'une asymétrie dans les conditionsd'explosion due à la variation de la densité de l'air avec l'altitude, ou la
proximité du sol. Dans le cas d'une explosion nucléaire au sol, l'asymétrie
produite par le sol prédomine et la zone de dépôt (la zone d'ionisation oùl'impulsion électromagnétique prend naissance) s'étend du point zéro jusqu'à
une distance de 2 à 5 milles, selon la puissance de l'explosion. Le champ
électrique engendré au niveau du sol est très fort, mais il diminue à mesurequ'on s'éloigne de la zone de dépôt, d'abord rapidement et ensuite plus len-
tement. L'IEM est par conséquent plus forte dans la zone affectte par le
souffle de l'explosion, là où les bâtiments abritant des appareils risquent
d'être gravement endommagés. Les installations électriques et électroniques
se trouvent menacées jusqu'à une distance où la surpression maximale est de2 lb/cm2, c'est-à-dire jusqu'à 8 à 10 milles dans le cas d'une explosion
mégatonnique. C'est ainsi que pour une explosion au sol, l'IEM n'ajoute pas
nécessairement à l'ampleur des destructions.
Dans le cas d'une explosion nucléaire dans la haute atmosphère, l'ionisationse produit surtout lorsque l,-s radiations nucléaires provenant de l'explosionatteignent les couches d'atmospjière plus denses, entre le point de l'explosionet la surface du sol. La zone de dépôt peut par conséquent s'étendre horizon-
talement sur une distance considérable et la zone au sol susceptible de subirles effets de l'IEM est essentiellement celle qui va du point zéro jusqu'à
l'horizon. Du fait de la bien plus grande étendue de la zone de dépôt, une
partie considérablement plus grande de l'énergie libérée par l'explosion setransforme alors en IEM et, même à l'horizon, cette IEM a environ la moitiéde sa force mâximale ce qui suffit amplement à endommager gravement les appa-
reils. Le Tableau XXXIV montre la portée des effets de l'IEM engendrée par
des explosions nucléaires à diverses altitudes. La portée de ces effets estde toute évidence bien plus grande que celle d'autres effets quelconques,
mais ces portées étendues ne correspondent qu'à des explosions aériennes
survenant à plus de 19 milles d'altitude.
Dans le cas d'explosions nucléaires aériennes à moins de 19 milles d'altitude,
la zone de dépôt s'apparente plus à celle correspondant à une explosion au
sol, et la zone au sol vulnérable à l'IEM est un peu plus étendue et l'impul-
sion bien moindre que dans le cas de l'explosion au sol. C'est ainsi que
l'explosion aérienne dans la haute atmosphère est la seule à engendrer degraves effets électromagnétiques dans une très vaste zone, et cela au prix de
moindres destructions globales au sol dans cette même zone. Il pourrait
cependant être intéressant pour un agresseur éventuel, lors d'une atta-que nucléaire d'envergure, de lancer une bombe afin de produire une IEM qui
porterait très loin et ajouterait à la confusion générale.
25
Sauf aux abords immédiats du point d'explosion au sol, où d'autres effets prédomineraient sur les effets d'IEM, les radiations électromagnétiques engendrées par une explosion nucléaire ne seraient en tout cas pas plus noci-ves pour l'individu que l'éclair d'un orage au loin. Il pourrait cependant arriver qu'un individu en contact avec un bon collecteur d'ondes électromagnétiques, comme par exemple un long fil métallique ou un objet métallique assez gros, reçoive une très forte décharge électrique.
EXPLOSIONS SOUS L'EAU
Dans cette étude, nous nous sommes préoccupés uniquement des effets des armes nucléaires dans des régions terrestres habitées. Des explosions sous l'eau ou à la surface de l'eau ont des effets physiques très semblables, mais d'or-dinaire il n'y a là ni édifices ni habitants témoins de l'expérience. Une explosion au large des côtes aurait sur les habitants et sur les bâtiments à peu près les mêmes effets qu'une explosion au sol à une distance analogue. En particulier, si le vent soufflait en direction de la côte, les retombées d'une explosion à la surface de l'eau pourraient être tout aussi importantes et nocives pour la région concernée que celles d'une explosion au sol.
L'agresseur qui provoque une explosion sous l'eau se - sert de l'eau à la place de l'air comme agent de destruction. L'explosion provoque nune onde de choc sous-marine" qui se propage dans l'eau et peut endommager la coque des _ navires et ce qui se trouve à bord. En outre, l'explosion engendre des vagues qui se rendent très loin et peuvent provoquer des inondations dévastatrices. Il est difficile de prédire la hauteur des vagues, car elle dépend non seulement de la puissance de la bombe mais aussi de la profondeur de l'eau et de la pro-fondeur à laquelle l'explosion à lieu. Une explosion en faible profondeur fait des vagues moins hautes. La hauteur du raz de marée dépend de la compo-sition du sol,du relief du fond de l'eau près de la côte et de l'angle sous lequel la vague approche du rivage. Toutefois, dans les pires conditions, la profondeur des terres inondées pourra atteindre deux fois la hauteur de la vague soulevée par l'explosion. Le Tableau XXXV indique la hauteur des vagues dues à des explosions nucléaires sous l'eau.
26
V
VI
44
LISTE DES TABLEAUX
Page GENERALITES
Importance relative des effets correspondant à divers types d'explosion 33
Altitudes d'explosion au-delà desquelles les retombées initiales sont insignifiantes 34
Distances du point zéro correspondant à divers seuils d'inten-sité des effets physiques d'une explosion (indiquées par le calculateur d'effets des bombes nucléaires)
IV Superficie (en milles carrés) des zones cià des effets physiques de différentes intensités font des victimes et des dégâts 35
SOUFFLE: EFFETS MECANIQUES
Surpressions maximales (en lb/po 2 ) près de la surface du sol.. 35
Surpression incidente et surpression réfléchie 36
VII Effets mécaniques du souffle selon la distance (explosion aérienne) 37
VIII Effets mécaniques du souffle selon la distance (explosion au sol 38
SOUFFLE: DESTRUCTIONS
IX Rapports entre surpressions maximales et dégâts structuraux 39
X Portée des effets d'écrasement et de traînée sur des cibles vulnérables 41
XI Distances maximales du point zéro auxquelles des explosions aériennes produisent des dégâts structuraux 42
SOUFFLE: VICTIMES
XII Surpressions estimatives pouvant provoquer directement des blessures et des pertes de vie par le souffle. 43
XIII Vitesse, poids et densité de chute des débris
XIV Risques de pénétration de fragments de verre dans la cavité abdominale 44
XV Pertes dues à l'effet de traînée:. Distances du point zéro ott le risque est de 50 % 45
27
II
III
34
28
29
ONDE DE CHOC TERRESTRE Page
XVI Dimensions du cratère engendré, par l'explosion d'une bombe sur un sol sec 46
XVII Variation des dimensions du cratère selon le type de sol 46
XVIII Critères relatifs aux dégâts causés à des installations enfouies à moyenne profondeur 47
RAYONNEMENT THERMIQUE - EFFETS COMPARÉS
XIX Portées maximales des effets des explosions aériennes
XX Données relatives aux explosions nucléaires de grande puissance... 50
RAYONNEMENT THERMIQUE - BLESSURES
Effet thermique, cause de brûlures du ler et du 2e degré 51
RAYONNEMENT THERMIQUE - INCENDIES
XXII Chaleur d'ignition de diverses matières 52
XXIII Fréquence des points d'ignition extérieurs dans un ville 53
RAYONNEMENT THERMIQUE - EFFETS SUR LES YEUX
XXIV Effets visuels de l'éclair de l'explosion 53
RADIATIONS NUCLEAIRES IMMÉDIATES
XXV Portée de différentes doses de rayonnement nucléaire initial à partir du point zéro d'une explosion aérienne 54
XXVI Récapitulation des effets cliniques de doses intenses de radiations ionisantes 54
RADIATIONS NUCLEAIRES RESIDUELLES: LES RETOMBEES
XXVII Demi-vie de quelques radio-isotopes 55
XXVIII Profil théorique des retombées d'une bombe thermo-nucléaire 56
XXIX Coefficients servant à déterminer le taux de radioactivité de référence une heure après l'explosion 57
XXX Facteurs de détermination de la dose d'irradiation accumulée toute une vie 59
XXXI Coefficients de perméabilité de divers types de bâtiment au rayonnement radioactif 60
48
XXI
30
Page
XXXII Effets des détonations nucléaires sur les radiocommunications
et les installations de radar ..................................... 62
XXXIII Vulnérabilité à l'IEM ............................................. 63
XXXIV Distance entre le point d'explosion et le point de tangence au
sol à l'horizon, dans le cas d'explosions aériennes ............... 64
XXXV Hauteur de la vague à des distances données du point de chute
d'engins nucléaires explosant sous l'eau .......................... 65
32
33
TABLEAU I
IMPORTANCE RELATIVE DES EFFETS
^CORRESPONDANT A DIVERS TYPES D'EXPLOSION
(E.N.W. 1962, p. 635)
Choc au sol Effets Radiations Retom-
Explosion * Souffle ou dans thermiques nucléaires bées IEM
l'eau initiales ini-LumiêreChaleur tiales
Dans la hauteatmosphère
Aérienne
A la surfacedu sol
A la surface
de l'eau
Souterraine
conf inée
L'ampleur relative est indiqué par le nombre d'astérisques.
Un espace blanc correspond â un effet négligeable.
* Types d'explosion:
Explosion dans la haute atmosphère: à plus de 100 000 pieds d'altitude.
Explosion aérienne: à moins de 100 000 pieds d'altitude, mais suffisamment
haut pour que la boule de feu ne touche pas le sol.
Explosion en surface: au sol ou â la surface de l'eau, ou légèrement au-dessus.
(Entre une explosion aérienne et une explosion en
surface, il y a une zone de transition oû les effets
sont intermédiaires).
Explosion sous la surface: explosion centrée au-dessous de la surface du
sol ou de l'eau.
Explosion souterraine confinée: explosion dans une enceinte souterraine.
34 imaommull
Puissance Altitude (en pieds)
1 Kt 10 Kt 100 Kt 1 Mt 5 Mt 10 Mt 20 Mt
200 500
1,200 3,000 6,000 7,500
10,000
TABLEAU III
DISTANCES DU POINT ZÉRO CORRESPONDANT 1 DIVERS SEUILS D'INTENSITÉ
DES EFFETS PHYSIQUES D'UNE EXPLOSION (INDIQUÉE PAR LE
CALCULATEUR D'EFFETS DES BOMBES NUCLÉAIRES)
.TABLEAU II ALTITUDES D'EXPLOSION AU-DELÀ DESQUELLES LES RETOMBÉES INITIALES SONT INSIGNIFIANTES
Distances (en milles) en-deça desquelles TYPE EFFETS DEGRE le seuil d'intensité est dépassé D'EXPLO- PHYSIQUES D'INTENSITE SION 1 Kt 10 Kt 100 Kt 1 Mt 10 Mt
Aérienne Souffle 1 lb/po2 1.3 2.9 6.1 13 29 optimale t T 10 lb/po2 0.3 0.6 1.3 2.8 6.0
100 lb/po 2 0.07 0.16 0.3 0.7 1.5
Chaleur brûlures 0.8 1.6 4.0 9 21 du 2e degré
Radioac- 100 rems 0.66 1.0 tivité
1000 rems 0.43 0.7 immédiate
1.3 1.9 2.9
1.0 1.6 2.5
En surface Souffle
1 lb/po2 0.7 1.6 3.4 7.0 16
10 lb/po2 0.2 0.4 0.9 2.0 4.0
100 lb/po 2 0.07 0.14 0.3 0.7 1.4
100 Kt 1 MT 10 Mt
110 500 2500
50 250 1400
5 3
24
8
110
20
35
TA13LEATT /V d
SUPERFICIE (EN MILLES CARRES) DES ZONES OU DES EFFETS PHYSIQUES
DE DIFFERENTES INTENSITÉS FONT DES VICTIMES ET DES DÉCATS
Superficie (en milles carrés) selon la Type Effet Niveau puissance de la bombe d'explosion physique d'intensité
TABLEAU V s SURPRESSIONS MAXIMALES (en lb/po 2 ) PRS DE LA SURFACE DU SOL
Puissance Type Distance d'explosion (en milles) 100 Kt 500 Kt 1 Mt 5 Mt 10 Mt 20 Mt
Aérienne 1 16 32 44 140 200 >200
2 5 12 17 32 50 85
3 3 6 9 20 26 36
5 1.3 3 4 9 14 19
7 <1.0 1.7 2.5 5.4 8 12
10 1.1 1.4 3.3 4.5 6.4
20 <1.0 <1.0 1.2 1.6 2.3
30 <1.0 1 1.2
En surface 1 8 22 36 140 b.200 >200
2 2.4 6 9 26 42 75
3 1.2 3 4.4 12 18 29
5 0.6 1.3 2.0 5 7 11
7 0.3 0.7 1.1 2.6 3.9 6
10 0.43 0.6 1.5 2.2 3.2
20 0.3 0.5 0.7 1.0
30 0.3 0.4 0.5
36
TABLEAU VI
,11SURPRESSION INCIDENTE ET SURPRESSION REFLECHIE
Surpression incidente (en lb/po2) Surpression réfléchie (en lb/po2)
200 1200
150 800
100 500
80 370
60 250
40 145
30 100
20 60
10 25
5 12
4 9
3 6.5
2 4.2
1.5 3.2
1 2.1
37
TABLEAU VII
EFFETS MECANIQUES DU SOUFFLE SELON LA DISTANCE(Explosion aérienne)
VALEUR
Puissance
de la Distance Surpression Surpression Vitesse Délai Durée debombe (en milles) maximale dynamique maximale d'arrivée la phase
(lb/po2) maximale du vent de la positive(lb/po2) (mi/h) surpres- (s)
sion(s)
«-100 KT 1
2
16
5
3
3.6
0.6
360
160
3
8
0.16 90 12
1.1
1.5
1.8
5 1.3 0.04 46 , 22 1.8
7 < 1.0 0.03 30 30 1.8
1 MT 1 44 120 1700 2.4 1.3
2 17 4.5 400 6.5 2.3
3 9
5 4
7 2.5
10 1.4
20 1.0
1.5 250 11
0.4 130 20
0.13 80 30
0.05 50 45
2.7
3.2
3.5
3.9
10 MT 1 > 200 > 400 -^ 2000 1.2 1.8
2 50 140 1800 5 2.5
3 26 18 700 9 4
5 14 3 340 16 5
7 8 1.3 230 25 6
10 4.5 0.5 150 40 7
20 1.6 0.06 60 90 8
30 1 0.02 35 130 8.5
8 2.4
7
12
20
240
85
45
20
1.2
1.8
2.2
2.2
1
2
3
5
7
2.4
1.2
0.6
0.34
1.4
0.14
0.04
0.007
••■•
100 KT
800
260
150
70
40
20
I■•
1.4
4.5
9
17
26
40
1.4
2.5
3.3
4.2
4.5
4.5
2000
1000
450
220
130
80
25
1.0
2.5
5
12
20
35
80
1.8
3.0
4.5
6
7
9
10
1
2
3
5
7
10
20
TABLEAU VIII
EFFETS MÉCANIQUES DU SOUFFLE SELON LA DISTANCE
(Explosion au sol)
VALEUR
38
Puissan- Surpression ce de la Distance maximale bombe (en milles) (Lb/po2 )
Supression Vitesse dynamique maximale maximale du vent (i1/po ) (mi/h)
Délai d'arrivée de la surpression
(s)
Durée de la phase positive
(s)
.1.1M■IMMIMay■••■■■■
10 MT
1MT 36
9
4.4
2.0
1.1
0.6
0.3
1 >200
2 42
3 18
5 7
7 3.9
10 2.2
20 0.7
30 0.4
25
1.7
0.45
0.09
0.03
0.01
>400
40
6.5
1.1
0.35
0.11
0.01
39
TABLEAU IX , 1RAPPORTS ENTRE SURPRESSIONS MAXIMALES ET DEGATS STRUCTURAUX
(E.N.W. (1977), Tableaux 5.145 et 5.160)
Edifice ou
partie d'édificeDégâts Surpression approxi-
mative (lb/po2)
Fenêtre en verre
Revêtement en plaques d'amianteondulées
Panneaux en tôle ondulée(acier ou aluminium)
Parement de briques- non
ossaturé de(8 ôu 12 poucesd'épaisseur)
Panneaux de revêtement enbois d'une maison d'habitation
ordinaire
Murs de béton ou de parpaing
(blocs) non ossaturés,( de 8 ou12 pouces d'épaisseur)
Bâtiment à cfiarpente de boisdu genre maison d'habitation
Bâtiment du genre immeuble àappartements, à murs portantsen maçonnerie
Brisées; châssis endommagés danscertains cas 0.5 à 1
Brisé;
Déjointés et déformés
1 à 2
1 à 2
Cisaillé et déformé 3 à 10
Généralement, les dégâts se produisent 1 à 2dans les joints principaux, ce qui
provoque l'effondrement des panneaux
vers l'intérieur sous l'effet du souffle
D-7-^truits 1.5 à 5.5
Modérés: fissuration de la charpentedes murs; toiture très endommagée;
cloisons intérieures effondrées
2 à 3
Graves: destruction de la charpente 3 à 4provoquant l'effondrement presquetotal de l'édifice
Modérés: murs extérieurs très fissurés, 3 à 4cloisons intérieures tres fissurées ourenversées par le souffle
Graves: effondrement de tout l'édifice 5 à 6
Bâtiment à plusieurs étages, à Modérés: murs extérieurs très lézardés 6 à 7murs portants, genre monumental du côté faisant face à l'explosion; cloisons
intérieures très lézardées
Bâtiment en ciment armé, mursen béton, peu de fenêtres
Graves: écroulement de certains murs 8 à 10portants
Modérés: murs extérieurs tres lézardés; 8 à 10cloisons intérieures très lézardées ou
abattues par le souffle; charpente déformée;béton effrité
Graves: murs détruits; le bâtiment finit pars'effondrer 11 à 15
TABLEAU IX (suite)
Edifice ou
partie d'édifice Dégâts Surpression aproxi-mative (lb/po )
Voûte de tôle d'acier ondulée,
calibre 10,d'épaisseur,20 à 25
pieds de portée, recouverte de
5 pieds de terre
EffondréeVoûte disloquée; entrée endommagée
Porte d'entrée et prises d'air
endommagées
45 â 6040 à 5030 à 40
Voûte en béton, Effondrée 220 à 280
8 pouces d'épaisseur, Disloquée, fissurée ou effritée 160 à 220
16 pieds de portée, Panneaux fissurés; porte;d'entrée 120 à 160
recouverte de 4 pieds de terre éventuellement endommagée
Type de cible** Importance des dégâts
Des réparations importantes sont nécessaires
Abattues
41
TABLEAU X
PORTÉE DES EFFETS D'ÉCRASEMENT ET DE TRAINÉE SUR DES CIBLES VULNÉRABLES
Portée des effets de l'explosion aérienne" d'Armes de
1 Kt 1 Mt 8 Mt
1. Maison à charpente Modérés (fissures dans de bois la charpente des murs,
toiture très endommagée, cloisons intérieures abattues par le souffle)
2. Bâtiment à plu-sieurs étages, à murs portants, genre im-mmeuble à appartements
3. Immeuble adminis-tratif à plusieurs étages, à charpente d'acier et murs rideaux
Modérés (murs très 2500 pieds 25000 pieds 50000 pieds lézardés, cloisons (1/2 mille) (5 milles) (10 milles) intérieures très lézardées ou abattues par le souffle)
Graves déformations de la 600 pieds 10000 pieds 22000 pieds charpente provoquant l'el- (1/10 mille) (2 milles) (4 milles) fondrement de l'édifice
4. Véhicules
5. Lignes télé-phoniques (perpendi-culaires à la direction du souffle de l'explosion)
600 pieds (1/10 mille)
1300 pieds (1/4 mille)
10000 pieds (2 milles)
21000 pieds (4 milles)
23000 pieds (4 milles)
50000 pieds (10 milles)
* Multiplier ces distances par 3/4 pour les explosions d'engins au sol.
** Les cibles 1 et 2 sont vulnérables à l'effet d'écrasement et les cibles 3, 4 et 5 à l'effet de traînée.
TABLEAU XI
DISTANCES MAXIMALES DU POINT ZÉRO AUXQUELLES DES EXPLOSIONS AÉRIENNES PRODUISENT DES DÉGÂTS STRUCTURAUX
(REMARQUE 1)
42
Type de construction Dégâts ** Puissance de l'engin
100 Kt 1 Mt 5 Mt 10 Mt 50 Mt 41I■
(Distance en milles) ***
Bâtiment à charpente de bois, Modérés 3.2 6.6 12 14 25 genre maison d'habitation Graves 2.4 5.5 9.5 12 22
Bâtiment en maçonnerie, à murs Modérés 2.4 4.7 8 10 17 portants, type immeuble à Graves 1.7 3.5 6.5 8.7 15 appartements
Bâtiment à plusieurs étages Modérés 1.6 3.5 6 7.4 13 à murs portants, genre Graves 1.3 2.8 5 6.1 11 monumental
Bâtiments en ciment armé (non Modérés 1.5 3.4 6 7.2 13 à l'épreuve des tremblements Graves 1.1 2.5 4.5 5.9 10 de terre)
* Pour une exlposion en surface, ces distances sont respectivement égales aux trois quarts de celles correspondant à l'explosion aérienne de même puissance.
** Voir au Tableau VIII le sens des termes "modérés" et "graves".
*** Les chiffres donnés pour une explosion de 50 Mt previennent d'une extrapolation et ne sont donc pas aussi fiables que les autres.
5 Ecroulement des maisons 5 Seuil 15 à 35 50% des gens sont
blessés
TABLEAU XII
SURPRESSIONS ESTIMATIVES PROVOQUANT DIRECTEMENT
DES BLESSURES ET DES PERTES DE VIE PAR LE SOUFFLE
(E.N.W. 1977, Tableau 12.38)
43
COMPARÉES 'A CELLES CAUSANT DES DÉGÂTS STRUCTURAUX
Effets structuraux Surpression maximqe (lb/po )
Effets sur le corps humain
Surpression maximqe (1b/po )
Perforation du tympan
Blessures aux poumons 11
12 Seuil 25 Effets graves
Bâtiments à plusieurs étages, à murs portants: écroulement de certains murs
Surpression mortelle 15 Bâtiment en ciment armé commence à s'écrouler
40 Seuil 60 Mortelle dans 50% des cas 90 Mortelle dans 100% des cas 35 Constructions à l'épreuve
Remarque: Les chiffres de la deuxième ligne de ce tableau paraissent incom-patibles avec ceux des autres lignes. Si c'est le fait d'une erreurelle était déjà présente dans l'édition de 1962.
Distances (en milles) correspondant à un taux de risque de 50%
Terrain découvert A découvert, près des édifices
1 Kt 10 Kt
100 Kt 1 Mt
10 Mt
Calculs faits d'après les données du0T4bleau 12.49 d'E.N.W. 1977, à l'aide du coefficient de gradation W • , où W représente la puissance de la bombe.
46
TABLEAU XVI
DIMENSIONS DU CRATÈRE ENGENDRÉ PAR L'EXPLOSION D'UNE BOMBE
SUR UN SOL SEC
(E.N.W. 1977, Fig. 6.72 a et b)
Rayon Profondeur
1 Kt 60 3010 Kt 130 60
100 Kt 280 130500 Kt 480 220
1 Mt 600 2805 Mt 1000 480
10 Mt 1300 60050 Mt 2200 1000
PUISSANCE Dimensions (en pieds)
Calculs faits d'après les résultats 'une explosion d'une bombe d'un^ Kt,â l'aide du coefficient de gradation W193 plutôt que du coefficient Wo'^indiqué dans E.N.W. 1977.
TABLEAU XVII
VARIATION DES DIMENSIONS DU CRATÉRE SELON LE TYPE DE SOL
(E.N.W. 1977, Fig. 6.72 a et b)
^Dimensions relatives du cratère
TYPE DE SOL (cratère dans un sol sec = 1)
Rayon Profondeur
Sol humide ou roche
tendre humide 1.30 1.10
Sol sec ou roche
sèche tendre
Roche dure humide
Roche dure sèche
1.00 1.00
0.95 1.00
0.80 0.80
47
TABLEAU XVIII
CRITERES RELATIFS AUX DEGATS CAUSES A DES INSTALLATIONS
.ENFOUIES A MOYENNE PROFONDEUR
(E.N.W. 1977, Tableau 6.108)
Type d'installations Dégâts Distance Nature des dégâts
. ^Installations souterraines Graves Égale au rayon Écroulement
bien conçues, lourdes et apparent du
relativement petites cratère multipliépar 1 1/4
Légers Égale au rayon Légères fissures;
apparent du cratère les joints fragiles
multiplié par 2 1/2 sont brisés
Installations relativement Graves Égale au rayon Déformation et
longues et flexibles apparent du rupture
(p. ex.: conduits, cratère multipliéréservoirs, etc. enfouis par 1 1/2sous terre)
Modéré^ Égale au rayon Déformation
apparent du modérée et
cratère multiplié rupture
par 2
Légers Égale au rayon Déjointées
apparent du
cratère multiplié
par 2 1/2 ou 3
48
TABLEAU XIX
PORTEES MAXIMALES DES EFFETS DES EXPLOSIONS AERIENNES
(Etablies avec le calculateur d'effets nucléaires dans E.N.W. 1977)
Distance
du Effet
point zéro
1 mille surpression(lb/po2)
rayonnement
thermiy
(cal/cm )
rayonnement
nucléaire initial
(rems)
2 milles surpression
rayonnementthermique
Puissance
100 Kt 1 Mt 5 Mt 10 Mt 20 Mt
14 44
120 1400
1200 30,000
5
22
17 33 50
300 1500 3300
85
6000
rayonnement 2 50 2000 10,000 50,000
nucléaire initial
3 milles surpression 3 9 20 26 36
rayonnement 10 100 600 1200 2500
thermique
rayonnement - - 8 60 800
nucléaire initial
5 milles surpression 1.3 4 9 14 18
rayonnement 3 30 200 400 900
thermique
rayonnement - - - - -nucléaire initial
10 milles surpression - 1.4 3.4 4.5 6.5
rayonnement - 5 30 70 170
thermique
rayonnementnucléaire initial - - - - -
20 milles surpression - - 1.2 1.6 2.3
rayonnementthermique - - 4 10 20
rayonnement - - - - -nucléaire initial
Puissance Effet
Distance du
point zéro 100 Kt 1 Mt 5 Mt 10 Mt 20 * Mt
,•■1
Me.
rayonnement thermique
2
rayonnement nucléaire initial
TABLEAU XIX (suite)
49
30 milles surpression 1.2
rayonnement _ 1.7 5 thermique
rayonnement nucléaire initial
40 milles surpression
L'astérisque (*) signifie que la distance ne dépasse pas les limyies de la boule de feu.
Le tiret (-) signifie que la valeur d'interité de l'effet est inférieure à 1 dans l'unité choisie (1b/po2 ou cal/cm ).
50 TABLEAU XX
DONNÉES RELATIVES AUX EXPLOSIONS NUCLÉAIRES DE GRANDE PUISSANCE (U.S. AEC Release Dec. 1961)
Puissance (en Mt)
EFFET
Distances (en milles) auxquelles le souffle d'une explosion nucléaire de surface fait de graves dégâts:
aux maisons d'habitation
aux constructions en béton armé.
Distances (en milles) auxquelles lé souffle engendré par la détonation provoque des dégâts insignifiants aux
5 . 10 20 30 50 , 100
6 8 10 12 14 17
4 5 6 7 10
constructions au sol 35 44 50 60 75 100
Distances (en milles) auxquelles les effets thermiques d'une explosion nucléaire par temps clair, à une altitude inférieure à 50 000 pi (Remarque 1), provoquent
des brûlures du l er degré sur la peau nue des brûlures du 2 e degré sur la peau nue
Distances (en milles) au—delà des-quelles les effets thermiques sont négligeables pour des cibles au sol
Durée (en secondes) de l'impulsion thermique jusqu'à son second maximum (Remarque 2)
Durée (en secondes) d'émission de fraetions données de l'énergie thermique: (Voir E.N.W. 1977, Fig. 7.91)
Valeur moyenne (en milles) du rayon maximum de la boule de feu (Voir E.N.W. 1977, p.77) 1.3 1.7 2.3 2.7 3.3 4.5
Remarques: 1) Ces distances sont très certainement exagérées. Les données disponibles relatives à la propagation du rayonnement thermique ne sont pas fiables en ce qui concerne les distances supérieures à la moitié de la distance de visibilité atmosphérique.
2) Calculée par l'équation t = 0.032 Ws secondes. 3) Ce tableau n'a pas été mi rsnaâ jour, car le calculateurs d'effets nucléaires
ne sert pas pour les explosions de plus de 20 Mt. On constate jusqu'à ce point la présence de quelques divergences, mais les chiffres donnés sont de l'ordre de grandeur approprié (comparer avec ceux du Tableau XXI).
2.2 3 4.5 5.5 7.5 10
6 7.5 10.5 12 17 93
12 16 22 28 37 50
25 32 45 55 74 100
2.8 3.2 3.5 3.6 5.5 6.2 6.7 7
TABLEAU XXI
EFFET THERMIQUE, CAUSE DE BRULURES DU ler ET DU 2e DEGRE
(E.N.W. 1977, Fig. 12.65 et Calculateur d'effets des armes nucléaires)
Puissance Effets
100 Kt 1 Mt 5 Mt 10 Mt
Intensité (en cal/cm2 ) du rayonnement thermique provoquant des
brûlures du premier degré brûlures du deuxième degré
Distances (en milles) du point zéro auxquelles des explosions aériennes causent des brûlures à la peau nue:
brûlures du premier degré 5 11 20 25 brûlures du deuxième degré 4 9 16 21
Temps écoulé (en secondes) jusqu'au second maximum thermique 0.3 0.9 1.7 2.3
foncé Serge de coton (neuve) IO bleue 12 27 44 Toile de chemise (coton) 3 kaki 14 21 28
Tissu de coton mélangé de nylon 5 olive 12 28 53
Tentures d'appartements
Gabardine de rayonne 6 noire 9 20 26 Doublure en sergé de rayonne 3 noire 7 17 25
tr tt it 3 beige 13 20 28
Stores de fenêtres en mousseline 8 verte 7 13 19 de coton
Matériaux de construction
Rouleaux de feutre bitumé ne s'appli- pour toitures, - - que pas 30 77
Contre-plaqué uni en bois de - - 9 16 20 sapin (seulement quand il est exposé à nu); - noire 10 20 25
Caoutchouc
TABLEAU XXIII
FREQUENCE DES POINTS D'IGNITION EXTERIEURS DANS UNE VILLE
(E.N.W. 1962, Fig. 7.55)
Etablie d'après une enquête sur la prédominance dans diverses zones urbainesde matériaux inflammables qui risquent de provoquer des incendies, sousl'effet de l'énergie calorifique du rayonnement thermique (3 â 5 cal/cm2)lorsque les conditions météorologiques sont idéales.
Type de zone Points d'ignition extérieurs(par acre)
Commerce de gros 27Taudis 20Boutiques de quartier 11
Remarque: Ce tableau n'est ni répété, ni mis â jour dans E.N.W. 1977;
cependant, il montre bien la répartition des points dangereux.
TABLEAU XXIV
EFFETS VISUELS DE L'ÉCLAIR DE L'EXPLOSION
(E.N.W. 1977, Fig. 12.88 a et b)
Distance d'éloignement (en milles)Altitude del'explosion Puissance Jour Nuit(en pieds) Brûlure Eblouis Brûlure Eblouis-
de la sement de la sement
rétine rétine10,000 10 Kt 18 14 30 59
100 Kt 24 19 42 661 Mt 32 12 58 53
10 Mt 55 28 84 73
50,000 10 Kt 20 10100 Kt 34 27
1 Mt 43 1610 Mt 92 28
46 9671 14495 115
154 138
Remarque: La distance d'éloignement est la distance maximale â laquelle se
produisent les effets susmentionnés.
54
TABLEAU XXV.
PORTEE DE DIFFERENTES DOSES DE RAYONNEMENT NUCLÉAIRE INITIAL
A PARTIR DU POINT ZÉRO D'UNE EXPLOSION AÉRIENNE (*).
(E.N.W. 1977, CALCULATEUR D'EFFETS NUCLÉAIRES)
Effets Puissance
Victimes
Nombre Mesures prises
100 Kt 1 Mt 5 Mt 10 Mt 20 Mt
(Distance en milles)100 rems 1.3 1.9 2.5 2.9 3.4
Dose de rayonnement nucléaire
500 rems 1.1 1.6 2.2 2.6 3.1
1000 rems 1.0 1.5 1.9 2.5 3.0
10,000 rems 0.8 1.2 1.7 2.0 2.4
Autres effets
Surpression de 5 lb/po2 2.0 4.4 7.5 9.3 12Brûlures du deuxième degré 4.0 9 16 21 27
* Pour une explosion en surface, les distances correspondant àdes doses de rayonnement déterminées sont un peu moindres.
TABLEAU XXVI
RECAPITULATION DES EFFETS CLINIQUES DES DOSES INTENSES DE RADIATIONS IONISANTES
(E.N.W. 1977, Tableau 12.108
Dose(en rems)
Oà100100 à 200200 à 400400 à 500500 à 1000
supérieure à 1000
---_--..-»
Tax demo`rtalité (%)
Aucune Aucune 0Beaucoup Mise en observation 0La plupart des gens Hospitalisation 0 à 50Tout le monde "
itit Mort inéluctable
environ 5050 à 100100
55
TABLEAU XXVII
DEMI-VIE DE QUELQUES RADIO-ISOTOPES
DANS DES PRODUITS DE FISSION:
Krypton - 90
Rubidium - 90
Strontium - 90
Strontium - 89
Iodine - 131
Cesium - 137
Barium - 140
AUTRES:
Cobalt - 60
Tritium -
Carbon - 14
Plutonium - 239
Uranium - 233
Uranium 235
Uranium - 238
33 secondes
2.74 minutes
25 annéès
51 années
8 j ours
30 années
13 jours
5 années
12 années
5,700 années
24,100 années
1.6 x 105 années
7 x 106 années
4.5 x 109 années
56 MM wi■••••
3450 850 150 40
6000 1750 410 125
Variation du taux d'irradiation Dose accumulée
Largeur maxi-male (en milles)
Distance Délai Pendant 1 Pendant la sous le d'attente .semaine vie entière vent * des retom-(en rads) (en rads)
1 1500 500 150 50
3 7
12 24
21 40
100 200
4800 1300 260 60
1 2 6
13
7500 2200 530 150
Dose cumulative d'une semaine Dose cumulative d'une vie entière
10 1000 400 200
100 170 250
1000 400 200
170 290 420
3000 7000
11000
7000 14000 25000
1 50 80
110
1000 400 200
400 700
1100
1000 400 200
70 110 170
700 1400 2600
TABLEAU XXVIII a) PROFIL THÉORIQUE DES RETOMBÉES D'UNE BOMBE THERMO-NUCLÉAIRE
(50 % fusion/50 fusion)
PAR UN VENT DE 15 MILLES/H
(E.N.W. 1977, tableau 9.93)
Puis- Taux d'irra-sance diation de de la référence bombe (rads/h) (Mt)
(en milles) bées *
10 1500 21 60 3h
500 40 115 6
150 57 280 18
50 95 560 36
60 115 280 560
* Valeurs prises à la limite de la zone contaminée, sous le vent.
h) VALEURS SIGNIFICATIVES INTERPOLÉES DE LA DOSE TOTALE
D'IRRADIATION - PROFIL DE CONTAMINATION
Puissance de la bombe (Mt)
Dose totale (rads)
Portée maxi-male sous le vent
(milles)
Aire approxi- Dose mative conta- totale minée (en (rads) milles carrés)
Portée maxi-male sous le vent (milles)
Aire approxi-mative conta-minée (milles carrés)
4 jours
5 jours
6 jours
2 semaines
3 semaines
1 mois
2 mois
3 mois
4 mois
5 mois
6 mois
239
313
389
1080
1750
2740
6390
10200
14500
18900
23500
TABLEAU XXIX
COEFFICIENTS SERVANT X DÉTERMINER LE TAUX DE RADIOACTIVITÉ
DE RÉFÉRENCE UNE HEURE APRES L'EXPLOSION
57
Coefficient Temps t
Coefficient Temps t
coefficient Temps t
30 min 0.44
45 min 0.71
1 heure 1
heure 1.31
11 heure 1.63
1 3/4 heure 1.96
2 heures 2.30
21 heures 3
3 heures 3.74
4 heures 5.28
5 heures 6.90
6 heures 8.59
7 heures 10.3
8 heures
9 heures
10 heures
12 heures
14 heures
16 heures
18 heures
20 heures
22 heures
24 heures
36 heures
2 jours
3 jours
12.1
14
15.8
19.7
23.7
27.9
32.1
36.4
40.8
45.5
73.7
104
169
(1) Pour obtenir la valeur du taux de radioactivité de référer :e à partir
de celle du taux d'irradiation mesurée au temps t après l'explosion,
multiplier cette valeur par le coefficient F.
(2) Une fois trouvée la valeur du taux de radioactivité de référence, on
peut calculer la valeur de la dose d'irradiation à un moment quelconque
en divisant la valeur du taux de référence par le coefficient F approprié.
Ainsi donc, si 10 heures après l'explosion, à un endroit donné le taux de
radioactivité est égal à 50 rads/h, le taux de référence sera égal à
50 rads/h x 15.8, soit 790 rads/h; 2 jours après l'explosion, il serait
égal à 790 rads/h , soit 7.6 rads/h. 104
Remarque: L'approximation t-1.2
est assez juste lorsque t varie de
à heure à 6 mois, mais elle l'est moins en dehors de ces limites.
58
59
TABLEAU XXX
FACTEURS DE DETERMINATION DE LA DOSE D'IRRADIATION ACCUMULEE TOUTE UNE VIE
A PARTIR D'UNE DOSE DE REFERENCE DONNEE
Temps écoulé Facteur Temps écoulé Facteur Temps écoulé Facteuraprès l'ex- (FL) après l'ex- (FL) après l'ex- (FL)plosion plosion plosion
30 min 5.745- 8 h 3.299 4 jours 2.007
45 min 5.295 9 h 3.222 5 jours 1.919
1 h 5.000 10 h 3.155 6 jours 1.850
14 h 4.782 12 h 3.042 1 semaine 1.794
12 h 4.610 14 h 2.950 2 semaines 1.562
1 3/4 h 4.470 16 h 2.872 3-semaines 1.440
2 h 4.352 18 h 2.804 1 mois 1.337
22 h 4.163 20 h 2.746 2 mois 1.164
3 h 4.013 22 h 2.694 3 mois 1.073
4 h 3.789 24 h 2.646 4 mois 1.013
5 h 3.624 36 h 2.442 5 mois 0.969
6 h
7 h
3.494 2 jours 2.305 6 mois 0.934
3.388 3 jours 2.126
Pour obtenir la valeur de la dose d'irradiation accumulée pendant une vie
entière, multiplier le taux de référence par le facteur correspondant à
l'heure oû commence l'irradiation: par ex., si la dose de référence est
égale à 100 r/h et si l'irradiation commence après 8 heures, la dosed'irradiation accumulée toute une vie est égale à 100 x 3.299, soit 330 r/h.
Pour obtenir la dose d'irradiation accumulée pendant un intervalle de temps
donné, soustraire la valeur de la dose accumulée mesurée à la fin de
l'intervalle de la valeur mesurée au début de l'intervalle. Par exemple,si le taux de référence est égal 100 r/h, la dose d'irradiation accumulée
entre 8 h et 48 h (2 jours) est égale à 100 (3.299 - 2.305), soit 99 r.
Remarque: On a fait en sorte que le facteur F, soit un chiffre à 3 décimales
pour faire apparaître une différence mesurable dans le produit de
la soustraction visant des.intervalles de temps donnés. Le faitque le facteur (F ) soit un chiffre à trois décimales ne signifie
Lpas que sa précision soit de l'ordre de 1/1000, mais cela ajoute
plus de précision aux différences obtenues.
Bâtiment Neutrons
Rayonnement gamma résiduel
Rayonnement gamma initial
Cave d'une maison à charpente de bois
0.8 à 1 0.1 à 0.6
0.3 à 0.8 0.1 à 0.8
0.3 à 0.6 0.05 à 0.1
1•1111
0.9 à 1 0.01
0.3 à 0.8 0.1
Abri en partie enfoui:
Recouvert de: 2 pi d'épaisseur de terre
0.03 à 0.07 0.02 à 0.08 0.005 à 0.02
3 pi d'épaisseur 0.007 à 0.02 de terre
0.01 à 0.05 0.001 à 0.005
TABLEAU XXXI , ,
COEFFICIENTS DE PERMEABILITE DE DIVERS TYPES DE BATIMEN15 AU RAYONNEMENT RADIOACTIF
(E.N.W. 1977, TABLEAUX 8.72 ET 9.120)
Coefficient de perméabilité
60
Enfoui à trois pieds sous terre 0.002 à 0.004 0.002 à 0.01 0.0002
Immeubles à appartements, à plusieurs étages
étages supérieurs 0.8 à 0.9
étages inférieurs 0.03 à 0.6
Abri dans un blockhaus en béton
murs de 9 po d'épaisseur
murs de 12 po d'épaisseur
murs de 24 po d'épaisseur
0.1 à 0.2
0.05 à 0.1
0.007 à 0.02
0.3 à 0.5
0.2 à 0.4
0.1 à 0.2
0.007 à 0.09
0.001 à 0.03
0.0001 à 0.002
Le "coefficient de perméabilité" est le coefficient par lequel on multiplie
la dose de radioactivité extérieure pour obtenir la dose de radioactivité à
l'intérieur du bâtiment en question. Dans la plupart des cas, on donne une
fourchette de valeurs, car il est difficile de prédire exactement le coefficient.
61
Lorsqu'il s'agit de se protéger contre le rayonnement nucléaire, il est
prudent de ne considérer que le chiffre le plus élevé.
La colonne 3 fournit les coefficients appropriés à utiliser dans le cas
de retombées radioactives.
Durée
Bandes de Processus de fréquence dégradation
Portée dans l'espace
LF
MF
TABLEAU XXXII
EFFETS DES DETONATIONS NUCLÉAIRES SUR LES RADIOCOMMUNICATIONS ET LES INSTALLATIONS DE RADAR
(D'après E.N.W. 1977, Tableau 10.122)
62
Modifications de phase De quelques De quelques Modifications d'amplitude centaines à minutes à
quelques quelques milliers heures de milles
Absorption des ondes De quelques De quelques aériennes centaines minutes à Brouillage à quelques quelques
milliers heures de milles
Absorption des ondes De quelques De quelques aériennes centaines minutes à Interférences à quelques quelques multiples milliers heures
de milles
Absorption, interférences De quelques De quelques multiples, centaines minutes à Apparition d'échos à quelques quelques fictifs (radar) milliers dizaines de
de milles minutes
UHF Absorption De quelques De quelques centaines secondes à quelques à quelques milliers minutes de milles
* La portée et la durée des perturbations dépendent dans une large mesure de la puissance et de l'altitude de l'explosion. Les limites extrêmes sont indiquées.
VLF
HF
VHF
-...63
TABLEAU XXXIII
. . ^VULNERABILITE A L'IEM
(E.N.W. 1977, Tableaux 11.17. 11.31, 11.32)
Collecteurstypiques del'énergie de
l'IEM
Longs tronçons de câbles, de tuyaux ou de conduitsGrandes antennes, câbles d'antennes, aubans
Lignes électriques et téléphoniques aériennesLongs circuits électriques dans les immeubles
Eléments de charpente métallique (p. ex. poutres,
barres de renforcement, etc.)Rails de chemin de fer
Parties d'avion en aluminium
Composants Semi-conducteurs à micro-ondesélectroniques Transistors à effet de champpar ordre Transistors à haute fréquencedécroissant de Redresseurs au siliciumvulnérabilité Audio-transistors
Diodes semi-conductrices à redresseur de courantTubes à vide
Matériels les 1) Calculatrice numérique ultra-rapide de faible puissanceplus sensibles 2) Circuits fonctionnant avec des transistors ou despar ordre redresseurs de courant semi-conducteurs:décroissant de - circuits d'ordinateurs et circuits électriquesvulnérabilité - composants semi-conducteurs au bout de longs tronçons de câbles.
- circuits d'alarme
- circuits d'interphone
- commandes des réseaux de survie- matériel téléphonique
- récepteurs et émetteurs
- circuits de contrôle du traitement des données- commandes des réseaux électriques
20
40
60
80
100
400
560
690
800
900
64
TABLEAU XXXIV
DISTANCE ENTRE LE POINT D'EXPLOSION ET LE POINT DE TANGENCE AU SOL À L'HORIZON, DANS LE CAS D'EXPLOSIONS AÉRIENNES
(E.N.W:1977, Tableau 11.72)
Altitude de l'explosion (en milles)
Distance (en milles au point de tengence au sol a l'horizon *
*11.
* Les effets de l'IEM sont ressentis (ils sont assez puissants pour endommager le matériel) dans un cercle dont le rayon est égal à la distance qui sépare le point d'explosion du point de tangence au sol à l'horizon.
. .. ......,,... . _ ......a..,.. 6 5
Les hauteurs de la vague figurant dans le tableau ci-dessous résultentd'explosions sous-marines de diverse puissance, à 85 pieds sous lasurface de l'eau, profonde de cent pieds à cet endroit.
TABLEAU XXXV
HAUTEUR DE LA VAGUE A DES DISTANCES DONNEES DU POINT DE CHUTE
D'ENGINS NUCLEAIRES EXPLOSANT SOUS L'EAU
Puisssance 1 2 3de la bombe mille milles milles
1 MT
2 MT
3 M.T
4 MT
5 MT
10 MT
15 MT
20 MT
21 12
25.5 14.3
28.5 16.1.
30 16.9
32.5 18.3
37.7 21.1
40.7 22.8
45.5 25.5
..^.^^...
8.7
10.4
11.7
12.2
13.1
15.3
16.6
18.2
4 5 10 15 20milles milles milles milles milles
6.6 5.5
7.9 6.7
8.9 7.6
9.3 8.0
10.2 8.6
11.8 10
12.6 11
14.2 12
2.9
3.6
4
4.2
4.6
5.3
5.7
6.3
2 1.6
2.4 2
2.7 2.2
2.8 2.3
3 2.5
3.5 2.9
3.8 3.2
4.2 3.5
HAUTEUR DE LA VAGUE ENGENDREE PAR L'EXPLOSION D'ENGINS EXTREMEMENT
PUISSANTS
Puissance profondeur de profondeur distance du point hauteur de la
