<html>  <head>  <title>D&eacute;veloppement de la bombe nucl&eacute;aire</title>  <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=iso-8859-1">  </head>    <body bgcolor="#FFFFFF" text="#000000" link="#003399" alink="#CCCCFF" vlink="#808080">  <BR>  <table width="75%" border="0" bgcolor="#FFCC00" align="center">    <tr>       <td>         <div align="center"><font size="6"><b><a href="../accueil.html" target="_parent"><img src="coin.gif" width="63" height="67" align="left" border="0"></a>D&eacute;veloppement           de la bombe nucl&eacute;aire</b></font></div>      </td>    </tr>  </table>  <h2 align="center">&nbsp; </h2>  <h3 align="center"><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="3"><b>3. Contr&ocirc;ler l'&eacute;nergie nucl&eacute;aire: &laquo;Le Projet Manhattan&raquo;</b></font></h3>   <font face="Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"> Les savants entr&egrave;rent  en guerre contre le nazisme avant les nations. En 1939, l'Allemand Albert Einstein, l'Italien  Enrico Fermi ainsi que les Hongrois Leo Szilard et Edward Teller se r&eacute;fugi&egrave;rent  aux &Eacute;tats-Unis, fuyant ainsi l'invasion de l'Europe par Hitler. Un mois  avant la guerre, ayant tous l'intime conviction que les Allemands &eacute;taient  en train de mettre au point leur propre bombe atomique, Szilard demanda au prestigieux  Albert Einstein de signer une lettre &agrave; Franklin Roosevelt, pr&eacute;sident  des &Eacute;tats-Unis, afin de donner plus de poids &agrave; sa d&eacute;marche  visant &agrave; pr&eacute;venir le pr&eacute;sident des dangers de l'&eacute;nergie  nucl&eacute;aire. En voici un extrait: "[] Au cours des quatre derniers mois,  gr&acirc;ce aux travaux de Joliot en France et ceux de Fermi et Szilard en Am&eacute;rique,  il est devenu possible d'envisager une r&eacute;action nucl&eacute;aire en cha&icirc;ne  dans une grande quantit&eacute; d'uranium, laquelle permettrait de g&eacute;n&eacute;rer  beaucoup d'&eacute;nergie et de tr&egrave;s nombreux nouveaux &eacute;l&eacute;ments  de type radium []". Face au danger potentiel d'une arme nucl&eacute;aire allemande,  il ne restait qu'une solution: devancer les Allemands et mettre au point l'arme  nucl&eacute;aire avant ceux-ci. C'est ainsi que le pr&eacute;sident am&eacute;ricain  donna son accord le 16 d&eacute;cembre 1941. Le "Projet Manhattan" fut lanc&eacute;  sous la surveillance militaire du g&eacute;n&eacute;ral Leslie Groves.  <P> Les &Eacute;tats-Unis commenc&egrave;rent par faire un programme pour coordonner    les recherches qui se situaient dans quatre centres principaux: les universit&eacute;s    de Columbia, de Princeton, de Chicago et de Berkeley. Les &eacute;tapes du programme    &eacute;taient claires: juillet 1942: obtenir l'assurance th&eacute;orique de    la possibilit&eacute; d'une r&eacute;action en cha&icirc;ne, janvier 1943: r&eacute;aliser    la premi&egrave;re r&eacute;action en cha&icirc;ne contr&ocirc;l&eacute;e et    janvier 1945: poss&eacute;der la bombe atomique.  <P>  <H4>&Eacute;tape n<sup>o</sup> 1: Assurance th&eacute;orique d'une r&eacute;action    en cha&icirc;ne</H4> Il fallait trouver un &eacute;l&eacute;ment qui pourrait servir &agrave; la cr&eacute;ation  d'une arme utilisant l'&eacute;nergie que lib&egrave;re la fission nucl&eacute;aire.  Cet &eacute;l&eacute;ment devait r&eacute;pondre &agrave; deux crit&egrave;res:  la facilit&eacute; et la quantit&eacute; de la production. Deux &eacute;l&eacute;ments  furent alors retenus:  <P>  <DL>    <DT>*L'uranium   <DD>Niels Bohr calcula qu'un seul isotope d'uranium, l'uranium-235, pouvait      fissionner.. Mais il &eacute;tait rare, il fallait le s&eacute;parer du reste      de l'uranium, principalement compos&eacute; de l'isotope-238. Ce qui paraissait      une t&acirc;che difficile.      <P>    <DT>*Le plutonium   <DD>&Eacute;l&eacute;ment r&eacute;cemment d&eacute;couvert. Il &eacute;tait      obtenu en bombardant l'uranium-238. Il faudrait le produire en quantit&eacute;      abondante.  </DL> <P> D&egrave;s mars 1941, on avait &eacute;crit: "La premi&egrave;re v&eacute;rification    de la th&eacute;orie nous a donn&eacute; une r&eacute;ponse totalement positive;    de ce fait, l'ensemble du projet para&icirc;t r&eacute;alisable, &agrave; la    condition que les probl&egrave;mes techniques de s&eacute;paration isotopique    soient r&eacute;solus d'une fa&ccedil;on satisfaisante[...]."  <P> Le dernier probl&egrave;me consistait donc &agrave; la production d'un mat&eacute;riau    fissile en quantit&eacute; suffisante.  <P> &Agrave; la mi-septembre 1942, le g&eacute;n&eacute;ral Leslie Groves fut    contact&eacute; par le secr&eacute;taire &agrave; la guerre: "Les recherches    de base et leur d&eacute;veloppement sont choses faites; vous n'avez plus qu'&agrave;    prendre les projets encore &agrave; l'&eacute;tat d'&eacute;bauches et les mener    &agrave; bonne fin, puis &eacute;tablir un plan pour cr&eacute;er une force    op&eacute;rationnelle. &Agrave; ce moment, votre travail sera termin&eacute;    et la guerre de m&ecirc;me". Le g&eacute;n&eacute;ral Groves fut alors plac&eacute;    &agrave; la t&ecirc;te d'un groupe de techniciens et de savants. On recruta    des milliers d'ing&eacute;nieurs et de techniciens parmi lesquels se trouvaient    de nombreux &eacute;migr&eacute;s d'Europe. L'&eacute;quipe de travail du "Projet    Manhattan" fut finalement compl&egrave;te.  <P>  <H4>&Eacute;tape n<sup>o</sup> 2: La premi&egrave;re r&eacute;action en cha&icirc;ne  </H4> La r&eacute;action nucl&eacute;aire entretenue qu'on appelle aussi r&eacute;action  en cha&icirc;ne implique certains principes essentiels au d&eacute;veloppement  de la bombe nucl&eacute;aire. Tout &ccedil;a a bien d&ucirc; commencer quelque  part.  <P> En janvier 1939, un certain Fr&eacute;d&eacute;ric Joliot et deux de ses coll&egrave;gues,    Von Halban et Kowarski, poursuivaient leurs &eacute;tudes au Coll&egrave;ge    de France. Ils d&eacute;montr&egrave;rent par leurs exp&eacute;riences sur la    fission des noyaux d'uranium que ceux-ci formaient des noyaux qui eux, &agrave;    leur tour, pouvaient casser d'autres noyaux d'uranium.  <P> Pour que la r&eacute;action en cha&icirc;ne se fasse, plusieurs conditions    devaient &ecirc;tre respect&eacute;es. Les facteurs impliqu&eacute;s &eacute;taient:    la nature et les proportions des substances, les mat&eacute;riaux de structure,    les mod&eacute;rateurs (eau, eau lourde (dont l'hydrog&egrave;ne est l'isotope    appel&eacute; deut&eacute;rium), graphite). Il y avait aussi la g&eacute;om&eacute;trie    des mati&egrave;res fissiles, c'est-&agrave;-dire le combustible nucl&eacute;aire    utilis&eacute; qui, le plus souvent, est l'uranium naturel ou enrichi en isotope    U-235.  <P> Mais comment se fait exactement la r&eacute;action en cha&icirc;ne? Elle commence    par la fission, rupture d'un gros noyau, suivi d'un d&eacute;gagement d'&eacute;nergie    et de deux ou trois neutrons. Les fissions en cascades, c'est-&agrave;-dire    la fission d'un noyau qui provoque la fission d'un autre et ainsi de suite,    constituent ce qu'on appelle une r&eacute;action en cha&icirc;ne. Dans un r&eacute;acteur    nucl&eacute;aire, la r&eacute;action en cha&icirc;ne est stabilis&eacute;e quand    une grande partie des neutrons sont captur&eacute;s. Ainsi, ils ne produiront    pas de nouvelles fissions et la quantit&eacute; d'&eacute;nergie d&eacute;gag&eacute;e    sera ma&icirc;tris&eacute;e. Par contre, dans la bombe, la r&eacute;action nucl&eacute;aire    entretenue doit alors &ecirc;tre la plus grosse possible dans un temps le plus    restreint et ainsi cela favorisera sa croissance rapide et continue.  <P> Pour qu'il y ait une r&eacute;action, il faut que la mati&egrave;re fissile    soit pr&eacute;sente en grande quantit&eacute;. C'est ici qu'entre en consid&eacute;ration    la masse critique. Si la surface de la mati&egrave;re fissile pure est trop    petite, les neutrons s'en &eacute;chapperont. Pour qu'une r&eacute;action ait    lieu, la masse contenue, par exemple dans une sph&egrave;re assez grosse d'uranium,    laissera s'&eacute;chapper des neutrons qui ne pourront provoquer de fission    et cela sera compens&eacute; par les fissions suivantes. La quantit&eacute;    de mati&egrave;re dont nous avons besoin pour la r&eacute;action en cha&icirc;ne    est ce qu'on appelle la masse critique. Dans la bombe, la mati&egrave;re fissile    doit &ecirc;tre sup&eacute;rieure &agrave; la masse critique et imm&eacute;diatement    assembl&eacute;e et gard&eacute;e en coh&eacute;sion environ pendant un millioni&egrave;me    de seconde. Ce qui propagera la r&eacute;action en cha&icirc;ne avant que la    bombe explose.  <P> En r&eacute;sum&eacute;, pour que la r&eacute;action nucl&eacute;aire entretenue    se fasse, il faut mettre en commun un m&ecirc;me volume ainsi qu'une masse suffisante    de mati&egrave;re fissile pour que le nombre de neutrons en fission puisse atteindre    le niveau suivant. La masse critique est tr&egrave;s utilis&eacute;e dans le    domaine militaire. Pour avoir une explosion nucl&eacute;aire, la r&eacute;action    doit &ecirc;tre spontan&eacute;e et sans limite.  <P> Suite &agrave; ses travaux de recherche, Fermi et ses collaborateurs d&eacute;cid&egrave;rent    de d&eacute;montrer que c'&eacute;tait possible d'entretenir une r&eacute;action    en cha&icirc;ne. Le r&eacute;acteur qu'ils d&eacute;cid&egrave;rent de construire    fut install&eacute; sous les gradins du stade de Stagg Field &agrave; l'Universit&eacute;    de Chicago. L'exp&eacute;rience fut faite le 2 d&eacute;cembre 1942. &Agrave;    Chicago, Fermi construisit la premi&egrave;re pile atomique du monde. On pouvait    donc dire que l'&eacute;nergie nucl&eacute;aire &eacute;tait ma&icirc;tris&eacute;e  <P>  <H5>La mati&egrave;re premi&egrave;re de la bombe</H5> La production de mat&eacute;riau fissile &eacute;tait toujours un probl&egrave;me.  Des usines furent construites pour la s&eacute;paration de l'uranium-235 de l'uranium  naturel et la cr&eacute;ation de plutonium &agrave; partir de l'uranium-238. Il  fallait produire une quantit&eacute; abondante d'uranium et de plutonium. Alors,  deux &eacute;normes complexes industriels furent construits: &agrave; Oak Ridges,  dans le Tennessee, pour la production de l'uranium-235 et &agrave; Hanford, dans  l'&eacute;tat de Washington, pour la production du plutonium. L'ensemble se pr&eacute;sentait  comme un bloc de b&eacute;ton de 250 m de long et de 30 m de haut. &Agrave; Hanford,  les travailleurs &eacute;taient compl&egrave;tement ferm&eacute;s sur l'ext&eacute;rieur.  Les deux centres d'extraction fonctionn&egrave;rent pendant tout le "Projet Manhattan"  pour r&eacute;colter une quantit&eacute; suffisante de mati&egrave;re fissile.  <P>  <H4>&Eacute;tape n<sup>o</sup> 3: La bombe atomique</H4> </font>  <p><font face="Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"><img src="oppen-groves.jpg" width="150" height="245" align="left">Des    centaines de g&eacute;nies scientifiques travaill&egrave;rent avec acharnement    &agrave; l'&eacute;laboration de la bombe dans le laboratoire ultra secret de    Los Alamos, lieu &eacute;trange situ&eacute; &agrave; pr&egrave;s de 2000 m&egrave;tres    d'altitude sur un plateau du Nouveau-Mexique. Il s'agissait d'un immense village    construit par l'arm&eacute;e am&eacute;ricaine au milieu du d&eacute;sert. Des    centaines de physiciens, dont 20 Prix Nobel ou futurs Prix Nobel, y travaillaient    ainsi que quelque 2000 techniciens et chercheurs dont 600 militaires. Ils travaillaient    dans le plus grand secret. Les enfants n&eacute;s sur place n'avaient d'ailleurs    pas de lieu de naissance sur leur carte d'identit&eacute;. L'&eacute;quipe de    savants, dirig&eacute;e par Robert Oppenheimer, &eacute;tudiait l'architecture    de la bombe. Elle avait le mandat de construire la bombe nucl&eacute;aire. Ce    qu'elle r&eacute;alisera &agrave; l'&eacute;t&eacute; 1945. </font></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<IMG SRC="losalamos.jpg" BORDER=0 WIDTH=250 HEIGHT=173 ALT="Los Alamos, ville-laboratoire"></p> <font face="Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"> <P>  <H5>Trinity: la premi&egrave;re bombe nucl&eacute;aire</H5> La capitulation allemande fut sign&eacute;e le 8 mai 1945. Malgr&eacute; la fin  de la guerre, les scientifiques continu&egrave;rent leurs recherches afin de parvenir  &agrave; la fabrication de la bombe nucl&eacute;aire, sous les recommandations  militaires. Le "Projet Manhattan" prit fin en juillet 1945. Contrairement &agrave;  l'id&eacute;e de d&eacute;part, ils se retrouv&egrave;rent en possession de deux  bombes: l'une fonctionnait &agrave; l'uranium et l'autre au plutonium. Les quantit&eacute;s  de plutonium &eacute;tant plus abondantes que celles de l'uranium, il fut possible  de faire un essai.  <P> Afin de proc&eacute;der &agrave; l'essai, il fallait choisir un secteur inhabit&eacute;.    Situ&eacute; dans le d&eacute;sert du Nouveau-Mexique, &agrave; 350 km de Los    Alamos et &agrave; 35 km de l'agglom&eacute;ration la plus proche, Alamogordo    fut la cible choisie.  <P> <img src="trinity.jpg" width="300" height="260" align="left">Le 16 juillet,    en fin de nuit, les conditions m&eacute;t&eacute;orologiques furent consid&eacute;r&eacute;es    comme satisfaisantes. Peu apr&egrave;s 5 heures du matin intervint la premi&egrave;re    explosion nucl&eacute;aire de l'histoire. La toute premi&egrave;re bombe au    plutonium, baptis&eacute;e "Trinity" explosa: un &eacute;clair aveuglant, encore    insoutenable &agrave; 35 km, suivi d'une &eacute;norme d&eacute;tonation. "La    r&eacute;gion enti&egrave;re s'illumina sous une lumi&egrave;re &eacute;blouissante    bien des fois sup&eacute;rieures en intensit&eacute; &agrave; celle du soleil    en plein midi. Trente secondes plus tard, on entendit une explosion. Le d&eacute;placement    d'air frappa violemment les gens et puis, presque imm&eacute;diatement, un coup    de tonnerre assourdissant et interminable. Un nuage compact, massif, se forma    puis monta en fluctuation avec une puissance effrayante. &Agrave; la premi&egrave;re    explosion se succ&eacute;d&egrave;rent deux autres explosions de moindre luminosit&eacute;.    Le nuage monta puis prit la forme d'un champignon, s'allongea et s'&eacute;parpilla    dans plusieurs directions. Le chef des essais, Kenneth Bainbridge, murmura &agrave;    Oppenheimer: "&Agrave; partir de maintenant, nous sommes tous des fils de pute"."    <BR clear=all> <P> L'explosion de la bombe, qui fut film&eacute;e par les plus grands scientifiques,    fut &eacute;valu&eacute;e &agrave; 20 000 tonnes de TNT.  <P>  </font>  <p><a href="bombe-4.html" target="droite"><img src="suivant.gif" width="217" height="38" border="0" align="right"></a>  </p> </body>  </html>  
