“reuss” — 2007/1/9 — 17:32 — page 35 — #49
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2 - La genèse de l’énergie nucléaire
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La deuxième voie est celle du plutonium 239. Ce nucléide est en quelque sorte un
sous-produit de la réaction en chaîne. Dans un réacteur tel CP1 et ceux qui ont suivi,
tous les neutrons ne sont pas utilisés pour induire des fissions
7 ; une partie d’entre eux est
capturée par l’uranium 238, notamment dans les résonances. Ces captures ne conduisent
pas à la fission mais à l’isotope 239 de l’uranium. Ce dernier est radioactif bêta (période
de 20 minutes) et donne le neptunium 239 (artificiel) ; puis ce neptunium, toujours par
radioactivité bêta (période de 2 jours), donne le plutonium 239 (également artificiel), pratiquement stable (période de 24 000 ans). Par des considérations théoriques (Niels Bohr)
que les expériences ont étayées, on sait que ce nucléide a des propriétés très semblables à
celles de l’uranium 235 et peut donc, en particulier, constituer la matière de base pour une
arme. De puissants réacteurs à uranium et à graphite (dérivés directs de la pile CP1) sont
construits à Hanford (État de Washington) pour fabriquer du plutonium
8 . La séparation du
plutonium de l’uranium est une opération plus simple que la séparation des isotopes de
l’uranium car c’est une opération chimique. Toutefois, elle doit être entièrement automatisée à cause des rayonnements radioactifs intenses de la matière irradiée dans le réacteur.
Le 16 juillet 1945, une explosion expérimentale à Alamogordo (Nouveau Mexique), l’essai
Trinity, démontre le bien-fondé de cette deuxième voie.
Hiroshima et Nagasaki
Quelques semaines après la conférence de Yalta (4-11 février 1945), Roosevelt décède
(12 avril). Harry Truman lui succède. L’Allemagne est vaincue et Hitler se suicide le 30 avril
1945. Les troupes d’occupation constatent que les Allemands n’ont pas misé sur l’arme
nucléaire. Mais, sur le front du Pacifique la guerre n’est pas terminée. Après avoir pris les
[ c
Droits réservés.]
Figure 2.5. Harry S. Truman, Président des États-Unis (1945).
7 Sinon ce serait une divergence incontrôlée ! En effet, sur les 2,4 neutrons émis en moyenne lors d’une fission,
seul un, en moyenne, sera utilisé pour la fission suivante, si le réacteur est critique.
8 Le 26 septembre 1944, la plus puissante pile jamais construite démarre comme l’avaient prévu ses concepteurs... puis s’arrête spontanément le lendemain matin. C’est ainsi qu’on découvre un produit de fission puissant
poison neutronique, le xénon 135. Heureusement, les concepteurs avaient prévu des marges et, après modification, redémarrent la pile le 17 décembre.
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2 - La genèse de l’énergie nucléaire
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La deuxième voie est celle du plutonium 239. Ce nucléide est en quelque sorte un
sous-produit de la réaction en chaîne. Dans un réacteur tel CP1 et ceux qui ont suivi,
tous les neutrons ne sont pas utilisés pour induire des fissions
7 ; une partie d’entre eux est
capturée par l’uranium 238, notamment dans les résonances. Ces captures ne conduisent
pas à la fission mais à l’isotope 239 de l’uranium. Ce dernier est radioactif bêta (période
de 20 minutes) et donne le neptunium 239 (artificiel) ; puis ce neptunium, toujours par
radioactivité bêta (période de 2 jours), donne le plutonium 239 (également artificiel), pratiquement stable (période de 24 000 ans). Par des considérations théoriques (Niels Bohr)
que les expériences ont étayées, on sait que ce nucléide a des propriétés très semblables à
celles de l’uranium 235 et peut donc, en particulier, constituer la matière de base pour une
arme. De puissants réacteurs à uranium et à graphite (dérivés directs de la pile CP1) sont
construits à Hanford (État de Washington) pour fabriquer du plutonium
8 . La séparation du
plutonium de l’uranium est une opération plus simple que la séparation des isotopes de
l’uranium car c’est une opération chimique. Toutefois, elle doit être entièrement automatisée à cause des rayonnements radioactifs intenses de la matière irradiée dans le réacteur.
Le 16 juillet 1945, une explosion expérimentale à Alamogordo (Nouveau Mexique), l’essai
Trinity, démontre le bien-fondé de cette deuxième voie.
Hiroshima et Nagasaki
Quelques semaines après la conférence de Yalta (4-11 février 1945), Roosevelt décède
(12 avril). Harry Truman lui succède. L’Allemagne est vaincue et Hitler se suicide le 30 avril
1945. Les troupes d’occupation constatent que les Allemands n’ont pas misé sur l’arme
nucléaire. Mais, sur le front du Pacifique la guerre n’est pas terminée. Après avoir pris les
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Droits réservés.]
Figure 2.5. Harry S. Truman, Président des États-Unis (1945).
7 Sinon ce serait une divergence incontrôlée ! En effet, sur les 2,4 neutrons émis en moyenne lors d’une fission,
seul un, en moyenne, sera utilisé pour la fission suivante, si le réacteur est critique.
8 Le 26 septembre 1944, la plus puissante pile jamais construite démarre comme l’avaient prévu ses concepteurs... puis s’arrête spontanément le lendemain matin. C’est ainsi qu’on découvre un produit de fission puissant
poison neutronique, le xénon 135. Heureusement, les concepteurs avaient prévu des marges et, après modification, redémarrent la pile le 17 décembre.