n° 116
SCIENCES
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La bombe nucléaire
Les processus de la ssion et de la fusion atomiques, une fois compris et
maîtrisés, ont permis la création de la bombe nucléaire de type atomique
(A), puis de type hydrogène (H) ou thermonucléaire, aux effets toujours plus
dévastateurs.
De la découverte de l’atome à celle de la ssion atomique
En 1912, la structure composite de l’atome est découverte: il est composé
d’un noyau de charge électrique positive, entouré d’un cortège tournoyant
d’électrons, de charge opposée. Puis en 1913 et en 1932, ce sont les compo-
sants du noyau (les nucléons), le proton et le neutron, qui sont décelés. En
1938, la ssion du noyau atomique est mise en évidence, en même temps que
le physicien allemand Hans Bethe élucide la production d’énergie des étoiles
par fusion en leur cœur de l’hydrogène en hélium. L’année suivante, l’intense
dégagement d’énergie qui accompagne la ssion est mis en évidence.
On découvre alors le principe de la réaction en chaîne de ce processus
et la possibilité d’exploiter l’énergie nucléaire. Pendant la seconde guerre
mondiale, les États-Unis mettent en place le programme Manhattan an de
doter leur pays de l’arme nucléaire, qu’ils utilisent à des ns offensives à
Hiroshima et à Nagasaki en 1945.
Le principe de production de l’énergie nucléaire
Le noyau de l’atome est lié grâce à l’interaction fondamentale dite «nu-
cléaire forte», puissamment attractive entre les nucléons qui le constituent
(protons et neutrons) sur des distances de la taille du noyau. Cette interaction
est en effet beaucoup plus puissante que la force de répulsion électrique entre
les protons, qui restent soudés entre eux et avec les neutrons (non chargés).
L’existence de l’interaction nucléaire, comme toutes les forces dans la
nature, correspond à l’existence d’une énergie, dite «de liaison».
La libération de l’énergie nucléaire peut se faire par la ssion de noyaux
lourds (uranium et plutonium), qui permet de les transformer en noyaux de
taille moyenne, entraînant globalement une perte de masse. La masse per-
due, m, se retrouve en fait dans une émission d’énergie E, selon le principe
de la transformation de la masse en énergie, rendu célèbre par l’équation
d’Albert Einstein: E = mc2, où c est la célérité de la lumière dans le vide.
Cette formule permet ainsi de connaître l’énergie émise par une réaction
nucléaire, dès lors que l’on connaît les masses des noyaux initiaux et celles
des noyaux nals intervenant dans cette réaction.