Bonjour à tous
Les bombes Nucléaires Partie 1
Aujourd’hui c’était la dernière séance de mes TPE (ce sont des travaux à réaliser en groupe au cours de l’année qui nous permettent d’obtenir des points de plus au bac, il faut réussir à présenter un sujet en répondant à une problématique en utilisant deux matières différentes), et donc je me suis rappelé d’une vidéo d’un TPE que j’ai vu l’année dernière. Le sujet du TPE de ce groupe était les bombes nucléaires Little Boy et Fat Man ayant servi pendant la Seconde Guerre Mondiale. Cela m’a donné envie de faire un post sur les armes nucléaires, en exposant les différents types de bombes nucléaires, et en essayant d’expliquer leur fonctionnement assez simplement.
La bombe A
On va tout d’abord commencer par la bombe A tout simplement car c’est la première arme nucléaire créée. Qu’est-ce qu’une bombe A ? Tout d’abord c’est une arme nucléaire, elle crée donc de l’énergie (énormément d’énergie) suite à des réactions nucléaires. L’énergie obtenue est générée grâce à de nombreuses fissions nucléaires d’atomes qui sont fissile. Maintenant vous vous demandez surement qu’est-ce qu’un atome fissile ?
Les atomes fissiles
Pour qu’une réaction en chaine de fission ait lieu au sein d’une bombe atomique et ainsi libérer beaucoup d’énergie il faut atteindre ce que l’on appelle la masse critique. Cette masse critique est atteinte lorsque la réaction peut être auto entretenue : lorsqu’un atome subit une fission, il émet un ou plusieurs neutrons qui vont par la suite percuter d’autres atomes fissibles et ainsi de suite. Si une réaction produit juste assez de neutrons alors on dit qu’elle à atteint sa masse critique, si elle produit plus d’électrons on dit que la masse est super critique. La masse critique dépend de plein de paramètres différents à prendre en compte : tout d’abord le matériau, sa densité, sa forme et sa pureté.
Fonctionnement d’une bombe nucléaire
Une bombe A produit une explosion grâce aux fissions nucléaires provoqués par la réaction en chaîne d’une matière fissile de masse sur critique (3 fois supérieure à la masse critique)
Afin que la bombe n’explose pas à n’importe quel moment et fasse des dégâts considérables on a besoin d’une masse de matière fissile non critique, puis on effectue des changements, de pression ou de formes pour que cette matière atteigne une masse sur critique :
- La première technique est la suivante, il y a deux masses sous-critique de matière fissile qui sont séparées, lorsqu’elles seront réunies alors la matière atteindra une masse (super)critique. Pour les réunir au bon moment on les sépare de part et d’autre d’une bombe, avec d’un côté un projectile et de l’autre une cible, le projectile est un cylindre en uranium propulsé par un explosif ou moment de la détonation, il vient se loger dans la cible (où un espace est présent afin d’accueillir le projectile). En rentrant en contact les deux parties atteignent leur masse critique et la réaction en chaîne commence créant ainsi l’explosion. Ce premier système fut utilisé pour Little Boy, la bombe d’Hiroshima, il est appelé assemblage par insertion.
- Le second assemblage dont je vais parler est l’assemblage par implosion, c’est l’assemblage utiliser pour la bombe Fat Man de Nagasaki mais aussi pour la première bombe atomique de l’histoire, Gadget. La technique est assez simple à expliquer mais assez compliquée à mettre en œuvre : ici, pour que le matériau atteigne une masse sur critique il est comprimé afin d’augmenter ça densité. Pour cela on utiliser des explosifs à l’intérieur de la bombe (d’où le nom) qui doivent être déclenchés de façon synchronisée afin de créer une onde de choc sphérique se rétractant sur le matériau fissile. Cette technique permet d’atteindre une configuration super critique (et donc déclencher l’explosion) beaucoup plus rapidement qu’avec un assemblage à insertion, et de façon beaucoup plus sûre, c’est pourquoi les bombe dont la configuration est celle-ci sont la plupart du temps faite avec du Plutonium 239 comme matériau fissile (car il permet d’obtenir une plus grande explosion étant donné que la fission de ce dernier produit plus d’énergie).
Voilà vous connaissez maintenant assez de chose sur la bombe A et son fonctionnement, c’est pourquoi je vais à présent vous exposer son histoire : pourquoi a-t-elle était mise au point, par qui, comment ?
L’histoire de la bombe A
A- Le Projet Manhattan
Pour vous parler de l’histoire de la Bombe A je dois vous parler du projet Manhattan, c’est le nom de code d’un projet de recherche américain sur l’application du nucléaire dans l’armement. Ce projet fut créé pendant la Seconde Guerre Mondiale par le président Franklin Delano Roosevelt suite à la lettre Einstein-Szilard.
Cette lettre fut écrite par Albert Einstein et 3 physiciens nucléaires (Léo Szilard, Edward Teller et Eugene Wigner) qui persuadèrent Einstein d’avertir le président américain sur le fait que l’énergie nucléaire pouvait être utilisé par l’Allemagne Nazie afin de créer des bombes (des bombes atomiques donc). Une somme d’argent est donc débloquée afin d’étudier si de telle bombes étaient possibles. Après quelques années il fut démontré qu’une telle bombe était concevable et donc en 1943, 2 milliards de dollars sont débloqués afin de réaliser dans le cadre d’un projet Top Secret ce qui deviendra les premières bombes nucléaires. Lors de ce projet de nombreux laboratoires sont créés à travers les États-Unis et même au Royaume Uni et au Canada. Le laboratoire le plus connu est le LANL (Laboratoire national de Los Alamos) ; Ce laboratoire est dirigé par Oppenheimer qui travaille en coopération avec Niels Bohr, Enrico Fermi, Jack Chadwick et Isidor Isaac Rabi, ces 4 physiciens avaient obtenus des prix Nobel de physique. Deux branches de recherches furent créées dans ce laboratoire : une branche concernant une bombe à l’Uranium et une autre concernant une bombe au Plutonium (Atome découvert pendant les recherches du Projet de recherche préalable au projet Manhattan). À la suite de ces deux secteurs de recherches furent créées 3 bombes : Little Boy, la seule bombe à l’uranium créée lors du projet et qui sera larguée sur la Ville de Hiroshima. Gadget, la bombe au plutonium qui fera office de test et qui sera la première bombe nucléaire à exploser. Et Fat Man la deuxième bombe au Plutonium qui explosera sur Nagasaki.
B- L’utilisation des bombes atomiques
Suite au Projet Manhattan les bombes Little Boy et Fat Man furent les premières bombes atomiques utilisées dans le cadre d’une Guerre (et les seuls (à ce jour, coucou Kim-Jong Un)).
Elles permirent la capitulation du Japon à la fin de la Seconde Guerre Mondiale. Suite aux effets dévastateurs de ses bombes de nombreux états ont voulu acquérir l’arme nucléaire, c’est ainsi qu’a commencée une course aux armes Nucléaires, faisant de l’URSS, le Royaume-Uni, la France, la Chine puis l’Afrique du Sud et Israël des puissances nucléaires. Suite à cet afflux d’armement le Traité de non-prolifération nucléaire fut ratifié en 1968 afin d’éviter une possible Guerre Nucléaire qui détruirait la planète. Suite à ces décision la Bombe atomique est devenue une arme de dissuasion notamment au cours de la Guerre Froide la peur de l’utilisation de l’Arme nucléaire par le pays ennemis empêcher les attaques directes des pays. Actuellement l’arme nucléaire est l’arme avec le plus petit taux d’utilisation directe lors d’une Guerre étant donné que cette arme n’a été utilisée que 2 fois et qu’actuellement de nombreux pays la possèdent.
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