Manhattan, projet

Manhattan, projet, programme qui permit aux États-Unis de mettre au point l’arme nucléaire entre 1942 et 1945.

Lorsque le Français Frédéric Joliot reçoit le prix Nobel de chimie en 1935 pour ses travaux sur la radioactivité artificielle, il entrevoit déjà l’utilisation de la fission de l’atome pour produire de l’énergie : « Si de telles transmutations arrivent à se propager dans la matière, on peut concevoir l’énorme énergie utilisable qui sera libérée. « En 1939, dès le début de la guerre en Europe, Albert Einstein écrit au président Roosevelt pour lui exposer les applications militaires que la découverte de Frédéric Joliot permet d’envisager : « Une seule de ces bombes introduite par bateau dans un port pourrait fort bien détruire entièrement le port et raser complètement le territoire avoisinant. « Le message est bien reçu à la Maison-Blanche et les États-Unis décident d’investir un énorme potentiel industriel et scientifique pour fabriquer au moins trois bombes atomiques : ainsi naît le projet Manhattan.

Le projet Manhattan est confié à quatre savants dont trois lauréats du prix Nobel : Arthur Compton, Enrico Fermi, Ernest Lawrence et Robert Oppenheimer. Les bombes seront fabriquées au centre de Los Alamos, dans l’État du Nouveau-Mexique, sous la direction de Robert Oppenheimer.

Le premier objectif est de démontrer qu’une réaction en chaîne est réalisable. Enrico Fermi en est chargé et il construit un réacteur à uranium naturel sous les gradins du stade Stagg Field à l’université de Chicago. Le réacteur utilise comme modérateur le graphite ; il diverge pour la première fois le 2 décembre 1942. Il s’agit ensuite de produire du plutonium, un métal découvert en 1941 par le chimiste Glenn T. Seaborg. Ce métal fissile ne se trouve pas dans la nature, il se forme par transmutation au sein de l’uranium naturel irradié. Mais les quantités obtenues sont infimes. Trois réacteurs fonctionnant sur le même principe que celui de Chicago, mais plus puissants, sont alors construits à Hanford dans l’État de Washington. Milligramme par milligramme, les trois usines produisent le plutonium nécessaire à la fabrication de deux bombes. L’une servira au tir expérimental d’Alamogordo dans le désert du Nouveau-Mexique le 16 juillet 1945, l’autre sera lancée contre Nagasaki le 9 août.

Le plutonium n’est pas le seul métal fissile, il y a aussi l’uranium-235, présent en petites quantités dans l’uranium naturel. Mais la séparation de ces deux isotopes pose des problèmes industriels d’une grande complexité. Aujourd’hui on fait passer du fluorure d’uranium à travers des barrières poreuses : les isotopes ne diffusant pas à la même vitesse, il est possible de les séparer. Mais en 1942, le procédé, bien que connu, n’est pas maîtrisé, et le temps presse. Les physiciens testent l’ultrafiltration, la spectrométrie de masse, la centrifugation. Finalement, ils choisissent le calutron, un spectromètre de masse de grande puissance. D’abord expérimenté au laboratoire de Lawrence à Berkeley en Californie, le calutron est mis en œuvre de façon industrielle dans une très grande usine édifiée à Oak Ridge dans le Tennessee. Ce lieu est choisi parce que l’énergie électrique y est abondante. Pour fabriquer les bobines des électroaimants, on réquisitionne l’argent de la réserve monétaire fédérale.

Les quantités produites sont très faibles et il faut attendre 1945 pour que l’uranium-235 nécessaire à la construction d’une bombe soit réuni. Elle explosera le 6 août sur Hiroshima.