PROJET C S T I 201112 LE MUSEE

PROJET C. S. T. I. 2011/12 LE MUSEE du CAR VANOSC ROUSSILLON 23/03/2012 Alain LECUYER

1900 – 1930 LA PHYSIQUE ATOMIQUE 1927

ECOLE FRANCAISE : Henri BECQUEREL : découverte de la radioactivité avec des sels d’Uranium. Marie CURIE : découvre de nouveaux corps radioactifs (Radium, Polonium) (2 Nobels) Louis de BROGLIE : Théoricien de la mécanique ondulatoire Louis LANGEVIN, Henri POINCARE, Irène-Frederic JOLIOT-CURIE, Jean et Francis PERRIN

ECOLE ALLEMANDE : Albert EINSTEIN : Théoricien de la relativité et découvreur de la formule E = m c 2 Werner HEISENBERG : Théoricien du principe d’incertitude Max PLANCK : théoricien de la mécanique quantique Arnold SOMMERFELD : Théoricien de l’atome Hans BETHE, Max BORN, Otto HAHN, David HILBERT, James FRANCK

ECOLE ANGLAISE : Ernest RUTHERFORD : Première description de l’atome Paul DIRAC : Créateur de la mécanique quantique et prévisionniste de l’anti-matière James CHADWICK : découvreur du neutron ECOLE AMERICAINE : Robert OPPENHEIMER : Le père de la bombe A Linus PAULING : Le Pionnier de la chimie quantique ( 2 Nobels) ECOLE DANOISE : Niels BOHR : Le Pape de cette nouvelle physique

ECOLE ITALIENNE : Enrico FERMI : sera un des constructeur de la première pile atomique ECOLE HONGROISE : Edward TELLER : Le père de bombe H Leo SZISLARD : Un des premiers scientifiques à prédire la possibilité de l’arme atomique Pal WIGNER : un des 3 scientifiques qui informèrent Roosevelt ECOLE RUSSE : Pjotr KAPITZA : spécialiste des hautes énergies Lev LANDAU : Le pape de la physique théorique Georgi GAMOW : le touche à tout de génie

STRUCTURE de la MATIERE : Corps Simple Assemblage d’atomes Atome PROTON : charge électrique positive NEUTRON : pas de charge électrique ELECTRON : Charge électrique négative Un corps simple est caractérisé par le nombre de protons (donc d’électrons car la matière est neutre électriquement). Le nombre de neutrons peut être fluctuant.

Atome d’hydrogène : 1 proton et 1 électron Atome d’hélium : 2 protons, 2 électrons et Atome de lithium : 3 protons, 3 électrons et Atome d’oxygène : 8 protons, 8 électrons et 2 neutrons 4 neutrons 8 neutrons

NOTIONS d’ ISOTOPES 1 proton , 1 électron : hydrogène - stable 1 H 1+0 1 H 1 1 proton , 1 électron , 1 neutron : deutérium (hydrogène) - stable 1 H 1+1 1 H 2 1 proton, 1 électron, 2 neutrons : tritium (hydrogène) –instable(radioactif) 1 H 1+2 1 H 1 proton , 1 électron , 4 neutrons : n’existe pas 1 H 5 3

Nickel : 5 isotopes stables et 6 instables : 28 e- 28 Protons et soit 28 ou 29 ou 30 ou 31 ou 32 ou 33 ou 34 ou 35 ou 36 Neutrons 28 Ni 56 6 jours 28 Ni 58 4. 109 années (stable ? ) 28 Ni 57 quelques ms 59 76 000 années Ni 28 60 stable Ni 28 61 28 Ni stable 62 28 Ni stable 63 28 Ni 100 ans 64 stable Ni 28 65 quelques ms Ni 28 65 28 Ni quelques ms La DEMIE-VIE ou PERIODE est le laps de temps au bout duquel la moitié des atomes présents est désintégrée On considère qu’au bout de 10 périodes, le nombre d’atomes restants est négligeable : il ne reste que 1/1000 des atomes initiaux (exactement 1024).

Type : JPG

Le 5 avril 1933, l’Etat Allemand publia un décret interdisant aux juifs un poste dans la Fonction Publique. Ce fut le signal de départ pour un bon nombre de physiciens allemands, bulgares, hongrois, autrichiens, . . : EINSTEIN - FRANCK - BETHE - SZILARD - WIGNER - TELLER - MEITNER. . Egalement, las de la tutelle de la Politique sur leurs travaux scientifiques, des chercheurs russes, italiens. . . quittèrent également leur pays : FERMI (1938) GAMOW (1933) LANDAU (prison) MAJORANA (suicide). . . Et même dans les pays occupés par l’armée allemande, certains scientifiques quittèrent leurs patrie: PERRIN (1940) HALBAN et KOWARSKI (1940) ROCARD(1942) BOHR (1943)

Restèrent en Allemagne des scientifiques de haut niveau comme : HEISENBERG - WEÏSACKER - HOUTERMANS (émigré russe) - VON LAUE Egalement dans les pays occupés des scientifiques locaux étaient restés: JOLIOT-CURIE - LANGEVIN D’où l’inquiétude grandissante des milieux austro-hungaroallemands émigrés aux U. S. A. , coupés de l’occident, qui, connaissant Hitler et ses méthodes, redoutaient la construction d’une bombe atomique car. . Revenons un peu en arrière, car pendant ce temps là, les découvertes jaillissaient dans les laboratoires.

RADIOACTIVITE a (alpha) 238 U 92 92 + 146 234 Th 90 90 + 144 2 protons et 2 neutrons = 2 He 4 Rayonnement alpha Ce rayonnement alpha est arrêté par quelques cm d’air ou une feuille de papier. Avec en plus production : D’un rayonnement g (gamma) identique aux rayons X D’énergie (chaleur) : jusqu’à 600 à 800 watts / kg Le rayonnement gamma est très pénétrant ; il faut du plomb ou du béton.

RADIOACTIVITE b : (bêta) 234 Th 90 90 + 144 234 Pa 91 1 électron -1 e 0 91 + 143 Rayonnement béta Le rayonnement béta est plus pénétrant que l’alpha : il faut quelques mètres d’air ou une mince plaque de métal. Avec en plus production : D’un rayonnement g (gamma) identique aux rayons X D’énergie (chaleur) : de 10 à 100 watts / kg

1932 PARIS Irène et Frédéric JOLIOT- CURIE passent tout à coté de la clef de la « fission » en ratant la découverte du neutron (et un prix Nobel) et laissent le tout à l’anglais CHADWICK. 1935 STOCKHOLM Dans son discours de réception de Prix Nobel pour la radioactivité artificielle, F. JOLIOT-CURIE déclarait : «. . . en brisant des éléments à volonté, des chercheurs trouverons le moyen de réaliser des transmutations à caractère explosif. . . » Ces propos ne soulevèrent qu’un intérêt poli sauf pour le hongrois SZISLARD 1936 ROME En bombardant une cible d’Uranium avec des neutrons, Enrico FERMI voit apparaître des éléments nouveaux mais se méprend sur l’interprétation : sans le savoir, il venait de réaliser la première « fission » provoquée par l’homme.

1936 - 1938 PARIS et BERLIN Les couples Irène-Frédéric JOLIOT-CURIE et Otto HAHN - Lise MEITNER essayent de comprendre l’expérience de FERMI. Après un premier avantage à PARIS, c’est BERLIN qui trouve la solution. Mais un détail capital leur échappe. . . Masse (de U 235 + 1 neutron) > Masse de cet ensemble D’où possibilité de récupérer de l’énergie grâce à la formule d’EINSTEIN E =( m) c 2

1939 PARIS L’équipe de JOLIOT-CURIE (avec HALBAN, KOWARSKI et PERRIN) enlève le point en montrant que cette réaction est auto entretenue et même exponentielle. JOLIOT-CURIE déposera trois brevets, 2 pour la fabrication d’énergie et 1 sur la réalisation d’un nouvel explosif (n° 971324). Masse (de U 235 + 1 neutron) > Masse de cet ensemble

ENERGIES LIBEREES : RADIOACTIVITE a : 600 à 900 watts /kg (600 à 800 joules/s) RADIOACTIVITE b : 10 à 100 watts /kg (10 à 100 joules/s) FISSION U 235 : 80 000 Mégajoules/kg ( Méga = 106 ) PETROLE ou CHARBON : 50 Mégajoules/kg

1938 -1939 COMMUNAUTE DES CHERCHEURS ANGLO-SAXONS Au même moment, sous l’impulsion de Léo SZISLARD, une petite majorité de chercheurs travaillant sur la physique nucléaire demande une censure provisoire sur leurs travaux afin que les chercheurs restés dans les pays totalitaires ne bénéficient pas des nouvelles avancées dans la réalisation d’une bombe à fission. Cette idée fut mal appliquée, ne correspondant pas du tout à l’éthique de la RECHERCHE FONDAMENTALE. Les recherches continuant , les chercheurs anglo-saxons montrent que seulement 3 atomes présentent ce phénomène de fission avec une grosse production d’énergie et réaction en chaine : Uranium 235 Plutonium 239 Uranium 233 235 Pu 239 U 233 U 92 94 92

L’uranium 235 est présent dans la nature comme isotope de l’Uranium 238. Mélangés intimement, avec une proportion de 0. 7 % contre 99. 3 %, ces deux Uraniums sont séparables par centrifugation ou diffusion gazeuse. L’uranium est assez abondant dans la nature surtout comme impureté dans les terrains granitiques. Environ 3 grammes par tonne. Le Plutonium 239 n’existe pas naturellement ; Il faut le fabriquer par irradiation de l’Uranium 238 92 U + 1 neutron 239 92 U 239 93 Np 239 94 Pu L’Uranium 233 n’existe pas naturellement ; il faut le fabriquer par irradiation du Thorium 232 90 Th + 1 neutron 233 90 Th 233 91 Pa 233 92 U

Avril 1940 PRINCETON (U. S. A. ) Les émigrés allemands toujours effrayés par la mise sous tutelle de l’Europe par HITLER et ignorant de ce qui se passe en Allemagne, décident de tout faire pour secouer les U. S. A. de leur torpeur. Toujours sous l’impulsion de SZISLARD, 2 physiciens (Edward TELLER et Pal WIGNER) rédigent une lettre pour le Président ROOSWELT ( en fait pour son conseiller économique Alexander SACHS) qu’ils feront signer par EINSTEIN : « Monsieur, Certains travaux récents d'E. Fermi et L. Szilárd, dont les manuscrits m'ont été communiqués, me conduisent à prévoir que l'élément uranium peut devenir une source nouvelle et importante d'énergie dans un futur immédiat. . . Je pense donc qu'il est de mon devoir d'attirer votre attention sur les faits et recommandations suivantes : . . . il est devenu possible grâce aux travaux de Joliot en France ainsi que ceux de Fermi et Szilárd en Amérique, de déclencher une réaction en chaîne nucléaire avec de grandes quantités d'uranium. Grâce à elle, une grande quantité d'énergie et de grandes quantités de nouveaux éléments similaires au radium pourraient être produits.

Maintenant, il semble presque certain que ceci pourrait être atteint dans un très proche avenir. Ce nouveau phénomène pourrait conduire à la construction de bombes. . . Une seule bombe de ce type, transportée par bateau et explosant dans un port, pourrait très bien détruire l'ensemble du port ainsi qu'une partie de la zone aux alentours. Toutefois, de telles bombes pourraient très bien s'avérer trop lourdes pour un transport aérien. Les États-Unis n'ont que du minerai pauvre en uranium et en quantité modérée. Il y a de bons filons au Canada et dans l'ancienne Tchécoslovaquie mais les sources les plus importantes se trouvent au Congo belge. . (il faudrait) donner (une) mission à une personne qui a votre confiance, et qui pourrait peut-être jouer (un) rôle à titre officieux. Sa tâche pourrait consister à : a). . (s’intéresser) au problème de la préservation de l'approvisionnement en minerai d'uranium pour les États-Unis ; b). . . accélérer le travail expérimental, qui n'est à présent accompli que dans les limites des budgets des laboratoires universitaires, en (leurs) fournissant des fonds, . . .

Il paraît que l'Allemagne a actuellement mis fin à la vente d'uranium des mines tchèques qu'elle a annexées. Une telle action précoce de sa part peut sans doute être mieux comprise quand on sait que le fils du sous-secrétaire d'État allemand, von Weizsäcker, est attaché à l'Institut du Kaiser Wilhelm à Berlin où une partie du travail américain sur l'uranium est en train d'être reproduite. Très sincèrement vôtre, Signé : Albert Einstein. »

1942 LOS ALAMOS L’administration américaine sera longue à s’ébranler. C’est seulement le 13 aout 1942 que le président ROOSWELT signa le décret créant le « Manhattan Project » sous la direction du Général GROVES. Ce fut le déclic de la plus vaste entreprise industrielle de tous les temps et réalisée dans un temps record et dans un secret absolu. Même la vice présidence n’était pas au courant de l’objectif final !

1942 – 1945 LOS ALAMOS En 3 ans une ville et un gigantesque complexe de laboratoires furent construits dans le désert du Nouveau Mexique ; il fallait aussi construire sur l’ensemble du territoire tout un réseau d’usines pour purifier le minerai d’uranium, l’enrichir ou le transmuer, . . . et aussi faire des machines qui feront d’autres machines. Pour limiter les déconvenues, il fut décidé de négliger aucune possibilité. C’est pourquoi on fit l’étude, la construction et la mise en production des 3 filières. Les usines de production de l’U 233 furent rapidement abandonnées et transformées pour faire du Pu 239.

FIN 1942 Après un an et demi d’expérimentations et quelques tentatives infructueuses, le physicien Enrico FERMI et son équipe réussissent fin 1942 à faire fonctionner la première pile atomique. C’est la première fois que l’on parvient à créer et entretenir une réaction nucléaire en chaîne dans un matériau fissile. On ne tente pas de récupérer l’énergie. Face à la peur de voir l’Allemagne nazie parvenir à réaliser une arme atomique, cette expérience doit permettre de mettre en œuvre la production de plutonium. Les neutrons produits par la fission de U 235, ralentis dans le graphite, peuvent ou être absorbés par un atome d’U 238 qui se transmute en Pu 239 ou absorbés par un atome de U 235 pour continuer la réaction. Il faut gérer un subtil équilibre dans la population des neutrons. Ceux-ci sont produits par fission de U 235. Si une partie d’entre eux sortent du bloc d’Uranium, ils sont perdus. S’il en reste: Moins d’ 1 : la réaction peut s’arrêter. 1 : alors la réaction est entretenue mais ne s’emballe pas. Un peu plus d’ 1 : la réaction a tendance à s’emballer. On en perd aucun : la réaction peut être explosive. Ce dernier point introduit le concept de MASSE CRITIQUE

Il faut donc faire «avaler» 1 neutron à l’Uranium 235. Pour cela, il faut : Beaucoup d’atomes 92 U 235 ; donc, à partir du minerai qui contient 99 % d’U 238 et 0. 7 % d’U 235, il faut l’enrichir de ce dernier jusqu’ à quelques 3 à 5 % pour une centrale et au moins 90% pour une bombe. Pour faire du Plutonium, (ou de l’énergie) il faut des neutrons plutôt « lents » (on dit thermiques). Or les neutrons émis sont rapides; il faut donc les ralentir. On les ralentit par chocs sur des produits légers bien choisis car il faut éviter la capture de ces neutrons (radioactivité artificielle) par tous les produits présents ce qui péjorerait la réaction. On utilise surtout : L’eau lourde froide ou naturelle chaude Le carbone sous forme de graphite N. B. Certains atomes sont « avides » de neutrons. Ils servent surtout pour arrêter la réaction. Le bore et le cadmium sont de ceux là. Ces matériaux serviront de barres de contrôle et/ou d’arrêt.

En moins de 3 ans (aout 1942 – juin 1945), après un travail acharné et gigantesque des chercheurs qui avaient une montagne de problèmes à résoudre (Masse critique, initiateur de neutrons, fabrication et transport des composants, . . . ) « 3 bombes atomiques » étaient fonctionnelles. Et tout cela dans le plus grand des secrets. Personne, sauf Rooswelt, Grooves, Oppenheimer et quelques chercheurs étaient au courant de l’ensemble de projet. C’est alors que deux derniers problèmes surgirent : La mort de ROOSWELT et la guerre avec l’Allemagne était terminée et celle-ci n’avait JAMAIS travaillé sur l’énergie nucléaire d’une façon convaincante. . Toutefois, tous les scientifiques voulaient savoir si ce pour quoi ils avaient si durement travaillé fonctionnaient. Ils réclamaient « un essai »

Little boy avec du U 235 Fat Man avec du Pu 239 Trinity (gadget) avec du Pu 239

SCHEMA DE « LITTLE BOY » (U 235) 1 Ailerons stabilisateurs 2 Cône de queue 3 Entrée d'air 4 Détonateur par pression 5 Conteneur en plomb (protection) 6 Bras du détonateur 7 Tête du détonateur 8 Charge explosive (cordite) 9 Projectile en uranium 235 10 Cylindre du canon 11 Cible en uranium 235 avec réceptacle, le réflecteur de neutrons se trouve à son sommet 12 Sondes pour la télémétrie (altimètre) 13 Fusibles d'armement de la bombe (insérés peu avant le largage)

SCHEMA DE « TRINITY » et « FAT MAN » (Pu 239)

À 5 h 29 du matin le 16 juillet 1945, la bombe explose et dégage une énergie de 19 kilotonnes de TNT (87, 5 térajoules). Un cratère de 3 mètres de profondeur et de 330 mètres de diamètre se forme sur le lieu de la détonation. L'onde de choc fut ressentie à plus de 160 kilomètres et le champignon atomique grimpa jusqu'à une altitude de 12 kilomètres. Le directeur de Los Alamos, Robert OPPENHEIMER, était l'un des spectateurs. Il dira plus tard qu'une citation d'un texte sacré hindou, la Bhagavad-Gîtât, lui vint à l'esprit : « Now, I am become Death, the destroyer of worlds » (qui se traduit par « Maintenant, je suis devenu la mort, le destructeur des mondes » ) : en référence à Shiva, dieu qui détruit pour mieux faire renaître. Le directeur du test, Kennet BAINBRIDGE, est moins poétique en déclarant que « à partir de maintenant, nous sommes tous des fils de putes » . Tout fut entreprit pour garder un secret absolu sur la réussite de l’explosion qui dépassa toutes les espérances même les plus folles. Le président TRUMAN fut mit au courant à la conférence de POSTDAM par un message codé.

La décision de lancer les bombes sur le Japon fut prise par le président américain TRUMAN pour plusieurs raisons que les historiens se sont efforcés d'analyser, de pondérer ou d’écarter : -Satisfaire l'opinion publique en vengeant les soldats tués sur le front du Pacifique. -Réduire la durée de la guerre et éviter un débarquement sur l'archipel. -Mettre en place une stratégie pour contrer l'Union Soviétique. -Montrer au monde entier une force de frappe dissuasive. -Justifier un programme dont le coût avait été exorbitant. Les physiciens, effrayés par le pouvoir destructeur de leur invention, préconisaient plusieurs possibilités dans une lettre adressée à TRUMAN, signée en autres par FERMI, OPPENHEIMER, SZILARD et une soixantaine de physiciens. - Faire une démonstration aux U. S. A. devant des japonais. - Prévenir les japonais avant de lancer une bombe sur leur pays - Lancer une bombe de nuit dans la baie de Tokyo La décision fut prise par TRUMAN dans la solitude du pouvoir et le 6 aout 1945 à 8 heures 45 , « LITTLE BOY » fut largué sur HIROSHIMA et le 9 aout à 10 heures 02 ce fut le tour de « FAT MAN » sur NAGASAKI.

sur les 64 kilogrammes d’Uranium de LITTLE BOY (enrichi en U 235 à 80%) seuls 730 grammes ont fissionnés. .

LES JARDINS du POINT ZERO

LA METAMORPHOSE DES HOMMES Le projet MANHATTAN était à l'origine destiné à contrecarrer le programme nucléaire de l'Allemagne nazie. Suite à la défaite du troisième Reich plusieurs scientifiques qui travaillaient sur le projet eurent le sentiment que les États-Unis n’auraient pas du être les premiers à utiliser de telles armes. EINSTEIN sera réticent face à la bombe Léo SZILARD, qui était impliqué largement dans le développement de la bombe : « Si les Allemands avaient largué des bombes atomiques à notre place, nous aurions qualifié de crimes de guerre les bombardements atomiques sur des villes, nous aurions condamné à mort les coupables allemands lors du procès de Nuremberg et les aurions pendus. » OPPENHEIMER considère « que ces armes doivent être contrôlées internationalement » et s'oppose au développement de la bombe à hydrogène. Mis en cause par J. Mc CARTHY pour ses penchants gauchistes, il est suspendu par le président EISENHOWER en 1953. Malgré le soutien de nombreux collègues, sa certification lui est retirée. Il donne alors des conférences dans le monde entier sur l'histoire des sciences et sur les questions d'éthique liées au progrès scientifique. En 1963, le président L. JOHNSON le réhabilite et lui remet la médaille Enrico Fermi.

MEME EN France. . . : Le début de l’histoire du nucléaire en France est indissociable de JOLIOT-CURIE. Après sa découverte, JOLIOT-CURIE eut juste le temps d’envoyer HALBAN et KOWARSKI en ANGLETERRE avant l’arrivée des Allemands. Lui-même resta à PARIS assumant toutes les conséquences de son acte : - Cesser toute activité concernant le nucléaire - Admettre un scientifique allemand ( GENTNER) qui supervisera ses recherches. Il s'engagera dans la Résistance en 1941 et prend la tête de l'organisation locale de la résistance « Front national » dont les militants se rencontrent clandestinement dans son laboratoire. En 1942, il devient membre du P. C. F. (et entre au comité central en 1956). Il prend part en août 1944 à l'insurrection de Paris contre l'occupation nazie. Il est directeur du C. N. R. S. de 1944 à 1946. En 1945, il participe à la fondation du C. E. A. dont il est nommé haut-commissaire par le général de GAULLE. En 1948, il supervise la construction du premier réacteur nucléaire français, la pile Zoé. Mais en 1950 il milite pour « l'Appel de Stockholm » visant à l'interdiction de la bombe atomique. À ce titre, il reçoit le prix Staline international pour la paix et il est relevé de ses fonctions de haut-commissaire du CEA la même année a cause de sa mollesse dans la réalisation de centrales nucléaires.

Un REACTEUR à EAU PRESSURISEE (REP en français, PWR en anglais ) utilise de l’oxyde d’Uranium enrichi (de l’ordre de 3% à 5%). Les neutrons nécessaires à la fission sont ralentis par de l’eau ordinaire sous pression (de l’ordre de 155 bars et 300°c ). Les REP sont majoritaires dans le monde (60%) et en Europe (80%). Cuve du réacteur: H 15 m D 5 m E 20 cm Taille : Type : H 60 m D 40 m 650 × 370 34 KB JPG

1 Pastille : environ 1 cm 1 Crayon : environ 270 pastilles 1 Assemblage : environ 270 crayons 1 Pile : environ 160 assemblages Environ 300 tonnes de UOx

REACTEURS à EAU BOUILLANTE Réacteur eau bouillante 1) Confinement 2) Uranium 3) Barres d’arrêt 4) Barres de contrôles 5) 6) Sortie vapeur 7) Entrée eau froide 8) Turbines Les réacteurs à eau bouillante (REB ou BWR) ne sont pas fondamentalement différents des REP. La réalisation est plus simple car l’eau de refroidissement n’est plus sous pression, la vapeur est moins chaude donc le rendement de la machine thermique est moins bon.

REACTEUR à FILIERE GRAPHITE : Le Graphite est employé pour ralentir les neutrons et l’eau classique pour refroidir le cœur et produire de la vapeur. On peut alors utiliser de l’uranium légèrement enrichi (1. 8% en U 235). Un des avantages est alors la production de plutonium par bombardement neutronique de U 238

SUPERPHENIX : L’U 235 se fisse sous l’action des neutrons lents. L’U 238 toujours présent dans le combustible nucléaire peut se transformer en Pu 239 (atome fissible ( on dit aussi fertile)) avec des neutrons plus rapides. Avec des neutrons dont le spectre de vitesse est très large, il y aura compétition entre la production d’énergie par fission (U 235 et Pu 239) et fabrication de Pu 239. En d’autres termes on peut avoir un rapport entre atomes de Pu 239 et U 235 fissés et fabrication de Pu 239 >1. Pour cela il faut un réacteur à neutrons plutôt rapide à caloporteur en sodium fondu. (plus de modérateur)

REACTEUR à SELS FONDUS : C’est la filière de l’U 233. L’U 233, fissile, est obtenu à partir du Thorium 232 par absorption d’un neutron. Ce thorium est dissous dans des fluorures à la température de 650 degré et circule dans des canalisations noyées dans du graphite. Au bout d’un certain temps, il y a assez de U 233 pour démarrer une réaction en chaîne. C’est alors une centrale de la IV génération. AVANTAGES : -Rendement car la vapeur d’eau est plus chaude -Pas de pression -Nettement moins de déchets à longue vie radioactive -Possibilité d’épurer les sels dissous pendant le fonctionnement de la centrale -Possibilité de vidanger le liquide radioactif en cas de panne du refroidissement.

Les inconvénients de la fission : LES DECHETS Tous les transuraniens obtenus par bombardement neutronique de l’ U 238, pour la plupart à très longue période (Neptunium, Plutonium, Américum, . . . ) et tous les produits de la chaine radioactive de l’uranium (Thorium, Radon. . ) Tous les atomes légers qui, absorbant un neutron, deviennent des isotopes radioactifs en général de courte période (Radioactivité artificielle) (Tritium (H 3), Carbone 14, . . . Les produits de la Fission parmi lesquels : L'iode 131 (8 jours). C'est un émetteur de rayons γ et β. L'iode 131 s'accumule dans la thyroïde comme les autres isotopes de l'iode (132 et 133), mais il est cancérigène même en petite quantité en raison de sa radioactivité β, qui provoque des mutations génétiques jusqu'à 0, 6 à 2 mm du point d'émission. Le Césium et le Strontium. Très facilement absorbés par les plantes à feuilles et champignons, la contamination se fait ensuite par ingestion et absorption gastrointestinale. Ces 2 produits sont ensuite transportés par le sang et tendent à se fixer à la place de leurs analogues chimiques : le potassium et le calcium. Les principaux isotopes sont le Cs 137 (30 ans) , le Cs 134 (2 ans) et le Sr 90 (28 ans) ; tous les 3 donnent un rayonnement b Le Cobalt 60 –Krypton 85 – Xénon 133 – Baryum 140 – Technecium 99 –. .

L’U. R. S. S. : L'Institut Kourtchatov est fondé en 1943, pendant la Seconde Guerre mondiale, pour créer une bombe atomique. Le complexe nucléaire Maïak est créé entre 1945 et 1948, puis l'Institut de recherche scientifique (VNIIEF) en 1946. L'U. R. S. S. fait exploser sa première bombe Atomique le 29 aout 1949 (RDS-1), un clone de Fat Man. Les Soviétiques avaient infiltré le Projet Manhattan. Emil Julius Klaus FUCHS (29/12/11 – 28/01/88) est un physicien allemand communiste qui fuit les nazis en 1933, passe par Paris puis s’établit aux U. S. A. Il participe au Projet Manhattan. Dès 1941, il est approché par les services secrets soviétiques et recruté par l'agent du NKVD, Alexandre FEKLISOV Il transmettra de nombreux documents à l’U. R. S. S. ce qui permit aux chercheurs soviétiques de gagner du temps en évitant des essais stériles. Il fut découvert , avoua son espionnage au profit de l'Union soviétique et fut condamné, en 1950, à 14 ans de prison pour avoir divulgué des secrets. Libéré au bout de 9 ans de prison, il retourne en Allemagne et meurt à Berlin-Est. Son arrestation et le démantèlement de son réseau est une des cause de l’affaire Rosenberg

LE ROYAUME UNI : Les Anglais et les Canadiens ont longtemps travaillé avec les Américains. Ils fournissaient matériels et matière grise et les américains l’assemblage et la construction; « Tube alloys » était le nom de code de cet accord. L'administration TRUMAN fait voter la loi Mc. MAHON en 1946 : la Grande. Bretagne n'aura plus accès aux recherches nucléaires US. Le gouvernement de Clément ATTLEE décide alors que la Grande. Bretagne a besoin de la bombe atomique pour maintenir sa position dans la politique mondiale. Selon le ministre des Affaires Etrangères Ernest BEVIN : « Il faut que nous ayons ce machin ici, quel qu'en soit le coût, . . . et marqué d'une sacrée Union Jack» . Le Dr. PENNEY rentre en Angleterre, où débute les plans pour une Section des Armes Atomiques. Le projet reçoit le nom de code « High Explosive Research » (HER). En avril 1950, un aérodrome abandonné de la RAF (Aldermaston dans le sud ouest de Londres), est choisi comme site permanent pour le programme d'armes nucléaires britanniques. Le 3 octobre 1952 la première explosion nucléaire britannique a lieu sous le nom de code « Opération Ouragan » , au large de la côte Ouest de l'Australie sur les Îles Monte Bello.

ET EN FRANCE. . . Grâce à JOLIOT-CURIE, la France restait après la guerre dans le peloton de tête des nation travaillant sur le nucléaire. Des crédits faibles et un haut commissaire du C. E. A. opposé à la prolifération nucléaire entravaient l’avancement des recherches. Il fut licencié en 1950 et remplacé par Francis PERRIN. Une « alliance » avec les militaires (Jean CREPIN), l’Ecole Normale (Yves ROCCARD), le corps des Mines (Pierre GUILLAUMAT) et le C. E. A, va résoudre les problèmes de personnes ; on décide de voir grand : Marcoule est mis en chantier pour produire du plutonium pour une application future (bombe). Après l'échec de la C. E. D. , dont le traité impliquait que la France renonçât au nucléaire , le président du Conseil Pierre MENDES-FRANCE ( « Ah si j'avais eu la bombe, je n'aurais pas eu toutes couleuvres à avaler. . . » )signe le 26 octobre 1954, le décret instituant une Commission supérieure des applications militaires de l'énergie atomique et, le 4 novembre, un arrêté créant au sein de celui-ci un Comité des explosifs nucléaires présidé par le général Jean CREPIN avec comme secrétaire et rapporteur le professeur Yves ROCARD. C’est le démarrage officiel du programme nucléaire militaire français. La «Force de dissuasion nucléaire française » , aussi nommée « Force de frappe » , naît officiellement en 1958, lorsque Félix GAILLARD, (après l’affaire de Suez), premier ministre sous la présidence de René COTY, décide de doter la France d'une force de dissuasion nucléaire.

En juin 1958, en arrivant au pouvoir, Charles DE GAULLE accélérera les choses et Le 13 février 1960 dans le désert saharien, à REGGAN, explosera la première bombe française. Elle porte le nom de « GERBOISE BLEUE » et a une puissance de 70 k. T. Au 15 août 2004, l'Observatoire des armes nucléaires françaises estime (car il n'existe aucune donnée rendue publique) l'état des forces nucléaires françaises à 348 têtes nucléaires.

Le 29 août 1949, les Soviétiques font exploser leur propre bombe à fission, les services de renseignements américains démontrent que c'est une bombe utilisant le plutonium donc de technologie avancée. Le monopole des États-Unis n'existe plus et la nouvelle cause un choc psychologique dans la société américaine. Le président des États-Unis, Harry TRUMAN demande alors officiellement au laboratoire de Los Alamos de développer une bombe fonctionnant grâce à la fusion des noyaux. OPPENHEIMER est contre cette décision ; TELLER devient alors le responsable du programme. Cependant, son modèle, bien que raisonnable, ne permet pas d'atteindre le but visé. C’est alors que le mathématicien polono-américain Stanislaw MARCINULAM suggère une autre méthode. En plaçant une bombe A à une extrémité de l’enceinte et le matériel thermonucléaire à l'autre extrémité, il serait possible d’allumer la réaction nucléaire. TELLER se jette sur l’idée, la modifie pour utiliser les radiations électro-magnétiques X et g plutôt que des ondes de choc pour comprimer le matériel thermonucléaire.

2 He 4 Très comprimé 2 fois 1 D 2 De l’énergie La première bombe H, « Ivy Mike » , explose sur l'atoll de Eniwetok (près de Bikini, Océan Pacifique) le 1 er novembre 1952 et ce, à la satisfaction de TELLER, malgré le désaccord d'une majeure partie de la communauté scientifique; certains même exprimaient des doutes sur la possibilité que la réaction nucléaire de fusion continue avec l’hydrogène de l’eau de mer. La bombe pesait plus de 60 tonnes et contenait du deutérium liquide à -250 degré. L’explosion mesurée à 10 MT (1 000 fois Hiroshima) fut un succès.

En mars 1954, une modification importante intervient : 0 N 1 1 H 1 2 He 1 T DEUTERURE DE LITHIUM DLi Très comprimé 4 3 N’importe quoi. . . De l’énergie

En 1955, SAKHAROV fera exploser la même bombe. . . Et les anglais, les français , les chinois. . . redécouvriront aussi, mais plus tard, le procédé TELLER-ULAM

Déroulement de l'explosion d'une bombe H : 0. 6 micro secondes (0. 000 6 s) (0. 550 ms pour la fission et 50 ms pour la fusion) A : Bombe avant explosion ; étage de la fission en haut (primaire), étage de la fusion en bas (secondaire), toutes suspendues dans une mousse de polystyrène. B : L'explosif haute puissance détone dans le primaire, comprimant le plutonium en mode supercritique et démarrant une réaction de fission. C : Le primaire émet des rayons X et g qui sont réfléchis à l'intérieur de l'enveloppe et irradient la surface du tampon ( la mousse de polystyrène est transparente aux rayons X et g et ne sert que de support ). D : Les rayons X et g vaporisent la surface du tampon, comprimant le secondaire, et l’uranium commence une deuxième réaction de fission. E : Comprimé et chauffé, le deutérure de lithium entame une réaction de fusion et un flux de neutrons démarre une troisième réaction de fission pour l’uranium du centre. Une boule de feu commence à se former…

mars 2006 U. S. A. 5 113 têtes nucléaires U. R. S. S. 5 830 France 348 G. B. 225 Chine 145 Et les autres ? Inde, Pakistan, Isräel, Corée du Nord, . . .

CENTRALES FONCTIONNANT SUR LE PRINCIPE DE FUSION « ITER »

PRINCIPE DE LA FUSION : 2 1 D 2 He 0 N 4 1 3 T 1 1 T 0 N 1 3 Li 6 4 He 2 3

TOKAMAK

BIBLIOGRAPHIE : - PLUS CLAIR QUE MILLE SOLEILS (Le Destin des Atomistes) Par Robert JUNGK (Nobel alternatif 1986) Arthaud 1958 - Site Internet « WIKIPEDIA »