Hahn et la fission atomique

« ' En 1917 , en bombardant de l'uranium avec des neutrons , l'Allemand Otto Hahn (1879-1968) et l'Autrichienne Lise Meitner (1878-1968) obtinrent la désintégration de son noyau.

Ils venaient de découvrir le premier phénomène d 'isomérie nucléaire.

qu'il accélérait dans un champ électrique afin de bombarder différents types de matière et de noter les résultats.

Ses mesures le persuadèrent que les divers atomes de la matière étaient constitués d ' un centre massif et compact -le noyau -, qui avait la propriété d 'infléchir la trajectoire des par­ tiCLiles lourdes passant dans son voisinage immé­ diat.

Assistant de Rutherford, en 1913 , le Danois iels Bohr (1885-1962) intégra le résultat de ces expériences avec les équations de la théorie des quanta pour proposer un modèle théorique de l'atome au sein duquel un noyau massif , surtout constitué de protons de charge positive, était entouré d 'un cortège de petits électrons de char­ ge négative en orbite autour du noyau.

Le neutron Cette architecture révolutionnaire , appelé modèle ou atome de Boh1 ; était encore imparfaite: en effet, Bohr imaginait qu'une partie des électrons siégeaient dans le noyau , amalgamés avec les protons, et que seule la fraction restante des élec­ trons était en orbite à l'extérieur du noyau.

Entre 1930 et 1932 toutefois , ce modè le de l'atome fut remis en cause par la découverte d ' une troisième particule par le physicien alle­ mand Walter Bothe (1891-1957) et le physicien anglais James Chadwick (1891-1974).

Il s'agissait d 'une particule massive comme le proton mais sans charge électrique: le neutron.

Intégrant cette nouvelle découverte , l'Allemand Werner Heisen­ berg (1901-1976) conclua que les noyaux ato­ miques étaient composés d'un mélange de pro­ tons et de neutrons , les électrons se trouvant tous Chercheurs autour d 'un cyclotron , .....

en 1932.

Cet instrument circulaire permet d'accélérer des particules à très haute vitesse , pour obtenir des collisions et en étudier les effets.

Le cyclotron est également utilisé dans la recherche médicale pour le traitement des cancers.

C 'est grâce aux travaux de l 'Italien .....

Enrico Fermi que le neutron est devenu l'élément essentiel des études nucléaires et des techniques de fission .

Fermi a joué un rôle majeur dans le projet Manhattan qui aboutit à la mise a u point des armes nucléaires.

en dehors du noyau dans le cortège électro­ nique.

En 1943, il publie la Physique du noyau nucléaire qui démontre cette idée.

Hahn et la fission Non seulement le neutron permettait de boucler un modèle satisfaisant de l'atome, affichant désormais trois types de particules , mais se révé­ lait très intéressant pour poursuivre le sondage de la structure intime de l'atome.

Petit , et surtout sans charge électrique , le neutron se révélait être un projectile idéal pour bombarder les atomes et obtenir de nouveaux résultats .

C'est ainsi que l'Italien Enrico Fermi (1901- 1954) observa que la plupart des atomes de la matière, bombardés par des neutrons, absor­ baient ceux-ci dans leur noyau et se transfor­ maient du coup en atomes plus lourds.

Fermi eut l'idée de bombarder l'atome le plus lourd alors connu, l'uranium , afin d' essayer d'obtenir un nouveau type d'atome encore plus dense .

À Berlin , l'Allemand Otto Hahn (1879-1968 ) et l'Autrichienne Lise Me itner (1878- 1968) tra­ vaillaient dans le même sens.

Mais , en bombar­ dant de l'uranium avec des neutrons ils obtinrent un noyau léger et non plus lourd comme ils s 'y attendaient.

Lise Meitner suggéra qu'au lieu d 'ab­ sorber un neutron et de devenir plus lourd, le noyau d 'uranium s'était en fait scindé sous le choc en deux morceaux , libérant du barium: la fission nucléaire venait d'être découverte.

Il appa­ rut rapidement que cette désintégration de l'ura­ nium en deux moitiés libérait en outre deux à trois neutrons animés d'une grande vitesse: ces derniers , en rencontrant d' autres noyaux d'ura­ nium sur leur trajectoire éta ient capables de les scinder à leur tour, générant d 'autres neutrons et ainsi de suite.

On obtenait ainsi une réaction en chaîne , qui libérait une énergie impressionnante.

Quelques grammes d 'uranium pouvaient ainsi libérer par fission l'équivalent de plusieurs cen­ taines de tonnes de trinitrotoluène (TNT).

Les conséquences de cette découverte, à l'au­ be de la Seconde Guerre mondiale , étaient redou­ tables: la bombe atomique devenait réalisable .

Des physiciens émigrés aux États-Unis pour échap­ per aux nazis persuadèrent Albert Einstein d 'écri­ re une lettre au président Roosevelt l'enjoignant de développer et de maîtriser l'arme nucléaire avant les Allemands.

Avec l'aide de Enrico Fermi , également réfugié aux États-Unis , et de plusieurs autres chercheurs, ce projet de construction d ' une bombe atomique démarra le 6 décembre 1941, sous le nom de code Manhattan.. »