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fission nucleaire

Irène et Frédéric Joliot Curie. La Fission nucléaire

Publié le par Régis Vétillard

Après Céline, Denoël publie Rebatet avec son pamphlet ''Les Décombres''. Tout le monde en parle ; Denoël se félicite du tirage épuisé en trois semaines. Lancelot exprime à sa mère et à Geneviève, sa détestation de ce genre d'ouvrage. Il tient à faire comprendre à Geneviève, qu'il ne soutient pas la politique antijuive du gouvernement de Laval. Elle assure le comprendre, et regrette qu'il eut pu comprendre qu'elle soutenait la cruauté des nazis, ce dont tous les français sont témoins ; mais, comme elle pensait qu'il travaillait pour Vichy... Enfin, elle est désolée...

Elle se dit si intéressée par ce qu'ils échangent lors de ces discussions scientifiques. Les moments qu'elles passent ici lui paraissent magiques, toujours plein de surprises par ce qui est dit, ou par la présence d'invités passionnants...

En 1934, Les Joliot-Curie utilisent le polonium pour observer la trace des rayonnements grâce à une ''chambre de Wilson '' et bombardent de particules divers matériaux. Ainsi, avec une feuille d'aluminium, ils constatent qu'une partie de l'aluminium s'est transformée en phosphore radioactif, forme qui n'existe pas dans la nature. On peut donc construire artificiellement des atomes radioactifs, des radio-isotopes.

Irène et Frédéric Joliot Curie découvrent ce que l'on appelle la radioactivité artificielle, artificielle signifie ici que certains éléments naturels peuvent être rendus radioactifs ; cette propriété n'est donc pas réservée qu'à quelques uns. On peut même supposer qu'à la création de l'univers tous les isotopes radioactifs existaient, puis selon leur ''période'' ils ont laissé la place à l'élément stable. Il ne reste que les éléments radioactifs à la période suffisamment longue...

En 1938, le physicien Fermi teste le nouveau projectile, le neutron qui, dépourvu de charge électrique, pénètre facilement les noyaux... En utilisant l'Uranium comme cible, il apparaît alors un grand nombre d'isotopes légers, que se passe t-il ? L'allemande Lise Meitner en 1939, propose que l'Uranium se casse en deux fragments, ce serait une fission du noyau ; ces deux fragments ont une énergie considérable. Cette énergie issue de la fission du noyau, est nommée '' énergie nucléaire ''

On va remplacer la source radioactive de bombardement par des machines. Frédéric Joliot-Curie, en 1937, installe le premier cyclotron français dans son laboratoire du Collège de France. Un cyclotron est un accélérateur de particules, il permet d'atteindre des énergies bien plus élevées que celle obtenue par la radioactivité naturelle et de réaliser des collisions variées en changeant soit la nature des projectiles, soit la nature de la cible.

 

Je rappelle que les Joliot-Curie recevant en 1935 le prix Nobel de chimie, vont attirer par leur notoriété de jeunes chercheurs brillants comme Hans von Halban et Lew Kowarski. En 1939, l'équipe expérimente que ce phénomène de cassure des noyaux d’uranium - la fission nucléaire-s’accompagne d’un intense dégagement de chaleur.

Pourquoi... ?

Je simplifie ; sachez que si on mesure la masse d'un atome d'hélium, elle vaut moins que la masse de ses constituants : on découvre alors ce '' défaut de masse '' : que se passe t-il ? C'est Einstein qui nous apporte une réponse. Ce défaut de masse est équivalent à l'énergie libérée par l'assemblage de ces ingrédients.

'' E=mc2 '', ou lorsque qu'un système gagne en énergie, sa masse augmente ; et lorsqu'il perd en énergie, sa masse diminue. Le changement de masse est égal à un changement d'énergie... C'est ce qui se passe quand nous prenons un ascenseur, nous augmentons notre masse ( très, très légèrement) mais au niveau d'un noyau cette différence n'est pas anodine ! Einstein nous dit que cette perte de masse entraîne une libération d'énergie.

Par exemple, un neutron qui entre en interaction avec un noyau d'Uranium 235 se scinde en deux noyaux ce qui produit beaucoup d'énergie et, également ( autre intérêt) engendre la production de deux neutrons et chaque neutron ira à son tour interagir avec un noyau d'uranium, c'est ce qu'on appelle une réaction en chaîne.

 

Halban et Kowarski, sont arrivés à Londres avec un stock d'eau lourde du laboratoire. Je rappelle que : composée d'oxygène et d'hydrogène lourd (le Deutérium), difficile à obtenir en grandes quantités, l'eau lourde ralentit les neutrons lors de la réaction de fission. Ils rédigent le résumé et les conclusions des derniers travaux de l’équipe ; ils terminent par les phrases suivantes : « Deux voies sont préconisées pour la production d’énergie : la méthode des neutrons lents avec un petit enrichissement en uranium 235 ; ou l’espoir que la capture de neutrons par l’uranium 238 conduise en fin de compte à un nouveau noyau fissile. » (Ce sera en effet le plutonium 239, découvert à Berkeley en 1940/1941. ).

L'équipe du Collège de France, dirigée par Joliot, signe ainsi une découverte majeure : la fission nucléaire. En démontrant la possibilité d'une réaction en chaîne, l'équipe Joliot-Curie ouvre la porte à l'utilisation de l'énergie nucléaire.

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