premières recherches nucléaires

la réalisation de l’objectif monumental de diviser le noyau d’un atome, connu sous le nom de fission nucléaire, est venue grâce au développement de découvertes scientifiques qui se sont étendues sur plusieurs siècles. À partir de 1789, lorsque le scientifique allemand Martin Klaproth a découvert l’élément métallique dense qu’il a appelé l’uranium, l’exploration de l’énergie atomique et des radiations a fasciné les esprits scientifiques., Alors que Marie Curie menait ses recherches révolutionnaires sur l’uranium à la fin du XIXe siècle, elle a découvert que l’élément était naturellement radioactif. Curie a créé le terme « radioactif » pour décrire l’émission de particules électromagnétiques à partir d’atomes désintégrés. La découverte par Curie de la radioactivité dans les éléments a changé à jamais la nature de la science atomique. S’appuyant sur cette recherche, le physicien britannique Ernest Rutherford a formulé en 1911 un modèle de l’atome dans lequel des électrons de faible masse orbitaient autour d’un noyau chargé qui contenait la majeure partie de la masse de l’atome.,

découverte allemande de la FISSION

Les années 1930 ont vu un développement ultérieur dans le domaine. Le physicien Germano – hongrois Leo Szilard a conçu la possibilité de réactions de fission nucléaire autonomes, ou une réaction nucléaire en chaîne, en 1933. L’année suivante, le physicien italien Enrico Fermi a sans le savoir divisé les neutrons dans l’uranium tout en menant ses propres expériences. Dans la foulée de ces développements, la physicienne Austro – suédoise Lise Meitner, travaillant avec le chimiste allemand Otto Hahn, a été parmi les premiers à réussir la fission de l’uranium., Cependant, L’antisémitisme du Parti Nazi a forcé Meitner, qui était Juif, à fuir et à s’installer en Suède. Pendant son séjour en Suède, Meitner a identifié et nommé le processus de fission nucléaire.

Les conclusions de Meitner sont devenues un point de basculement dans le développement des armes nucléaires, mais alors que le monde entrait de nouveau en guerre, ce sont les Allemands qui détenaient la clé potentielle de l’énergie nucléaire. Alors que Hahn a choisi de rester en Allemagne et a continué à développer ses recherches tout au long de la Seconde Guerre mondiale, les scientifiques à travers l’Europe ont régulièrement fui., Szilard, un juif, a émigré aux États-Unis en 1938 pour éviter la persécution. Fermi et sa femme, Laura Capon, ont également quitté l’Europe à la fin de 1938 pour échapper au fascisme croissant en Italie. Capon, qui était également juif, a voyagé avec Fermi à New York où les deux ont demandé la résidence permanente.

Les États-Unis prennent des mesures

lorsque la nouvelle de la découverte de la fission par Hahn et Meitner parvient à Szilard dans sa maison de New York au début de 1939, Szilard commence à travailler pour confirmer leurs découvertes. Szilard a trouvé de l’aide dans le collaborateur Walter Zinn, et ensemble ils ont recréé l’expérience de Hahn., Reconnaissant l’importance de ce moment, Szilard a déclaré: « Cette nuit-là, il y avait très peu de doute dans mon esprit que le monde se dirigeait vers le chagrin. »Szilard a commencé à travailler avec Fermi pour construire un réacteur nucléaire à L’Université Columbia, mais comme ils l’ont fait, Szilard craignait que les scientifiques en Allemagne, qui aidaient l’effort de guerre Nazi, construisaient de même leurs propres réacteurs.

en juillet 1939, Szilard contacte L’éminent physicien théoricien Juif allemand Albert Einstein chez lui à Long Island, New York, pour discuter des progrès allemands dans le développement nucléaire., Ensemble, Szilard et Einstein ont rédigé une lettre au président américain Franklin D. Roosevelt. Dans la lettre, datée du 2 août 1939, l’avertissement était clair: « ce nouveau phénomène conduirait également à la construction de bombes, et il est concevable—bien que beaucoup moins certain—que des bombes extrêmement puissantes d’un nouveau type puissent ainsi être construites. »La lettre n’est parvenue à Roosevelt qu’en octobre, mais une fois qu’il a appris les risques potentiels présentés par les armes nucléaires, il a répondu en formant le Comité consultatif sur l’Uranium, qui a tenu sa première réunion le 21 octobre 1939.,

plan aérien de L’expérience Pile-1 de Fermi construite sous le champ Stagg à L’Université de Chicago en 1942. Image reproduite avec l’aimable autorisation du laboratoire national de Los Alamos.

le Projet MANHATTAN

bien que formé en 1939, le Comité consultatif sur L’Uranium a d’abord évolué lentement. Cependant, l’attaque japonaise sur Pearl Harbor le 7 décembre 1941 poussa le Comité à agir. Avec les États-Unis officiellement en guerre, la question du développement de l’uranium et de la construction potentielle d’une bombe atomique a suscité un regain d’intérêt., Cet intérêt s’est encore accru lorsqu’un rapport publié par des scientifiques britanniques en mars 1941 a confirmé la possibilité de construire une bombe à base d’uranium, donnant aux scientifiques américains la validation qu’ils recherchaient. Malgré cet enthousiasme, la limitation des ressources est rapidement devenue évidente et a incité les dirigeants du Comité à se tourner vers l’armée pour obtenir de l’aide.

alors que les États-Unis commençaient leur campagne d’île en île dans le Pacifique, le corps des ingénieurs de l’armée a pris en charge l’effort de production d’armes atomiques sur le front intérieur., Le 13 août 1942, le corps d’armée a créé le Manhattan Engineer District, nommé d’après l’emplacement de ses bureaux à New York. Le mois suivant, le 17 septembre, le Colonel Leslie R. Groves est nommé à la tête du projet et est promu Brigadier général. Dans les deux jours suivant sa nomination, Groves a pris des décisions rapides pour faire avancer le projet, en sélectionnant trois sites principaux pour la fabrication d’une bombe atomique.

Groves a d’abord choisi Oak Ridge, Tennessee, comme site d’enrichissement d’uranium. Los Alamos, au Nouveau-Mexique, figurait également parmi les principaux sites du projet., Nommé « Projet Y », Los Alamos était le site du Laboratoire de recherche sur les armes du Projet Manhattan. Ce site de Los Alamos deviendrait le lieu de construction des bombes atomiques. Le Dernier site primaire choisi par Groves était Hanford, Washington, qu’il désigna pour produire du plutonium à partir de L’isotope de l’uranium U-238. Bien que le plutonium ne soit pas un élément naturel, les scientifiques ont découvert sa production dans les réacteurs à uranium. Le Plutonium s’est avéré être un métal plus radioactif et avait une plus grande possibilité de fission nucléaire.,

alors que Groves faisait ces mouvements, une percée dans la recherche nucléaire sous les courts de squash de l’Université de Chicago a créé un modèle pour la production future d’armes atomiques.

Au début de 1942, Fermi et Szilard, qui avaient travaillé à la construction d’un réacteur à L’Université de Columbia, ont transféré leurs efforts à Chicago. Une fois la construction terminée, le 2 décembre de la même année, les scientifiques ont commencé à retirer les tiges de contrôle du calcium de la pile d’uranium. Après le retrait de la tige de commande finale, la pile est devenue critique., La réaction nucléaire résultante est devenue autonome et s’est poursuivie à un rythme croissant pendant quelques minutes jusqu’à ce que Fermi ordonne l’arrêt du réacteur. Bien que la réaction n’ait produit que suffisamment d’énergie pour alimenter une ampoule, ce moment a marqué le premier exemple dans l’histoire d’une réaction nucléaire autonome. L’événement a également donné aux scientifiques nucléaires un modèle pour la production de grandes quantités de plutonium, qui deviendrait éventuellement la base du réacteur B construit à Hanford.,

Après avoir reçu l’approbation officielle du Président Roosevelt le 28 décembre 1942, le Projet Manhattan s’est développé en une entreprise massive qui s’est répandue à travers les États-Unis. Avec plus de 30 sites de projet et plus de 100 000 travailleurs, le Projet Manhattan a coûté environ 2,2 milliards de dollars. Bien qu’englobant une telle ampleur, le projet est resté en grande partie un secret, et de nombreuses personnes travaillant sur la construction de la bombe atomique ne connaissaient pas pleinement le but de leur travail., Après L’expérience réussie de Fermi à Chicago, Il semblait y avoir deux voies possibles vers la construction de bombes atomiques: l’uranium et le plutonium. Le Projet Manhattan a construit les deux types de bombes, aboutissant finalement à la construction de Little Boy, une bombe à uranium à canon, et Fat Man, une bombe au plutonium à implosion.

face avant du réacteur B Hanford. Image reproduite avec l’aimable autorisation du gouvernement des États-Unis.

la responsabilité de la création de ces bombes incombait à L’homme que Groves avait choisi pour diriger le laboratoire d’armes secrètes de Los Alamos: J., Robert Oppenheimer. Physicien théoricien et professeur de physique à L’Université de Californie à Berkeley, Oppenheimer s’est impliqué très tôt dans la recherche scientifique qui a finalement conduit au Projet Manhattan. Sous la direction D’Oppenheimer, les travailleurs du Projet Manhattan ont construit une bombe au plutonium.

La bombe au plutonium reposait sur l’implosion du plutonium réactif plutôt que sur le perçage du plutonium avec une balle, ce qui était courant dans les bombes à canon et qui fonctionnait mieux avec l’uranium., Alors que la méthode des armes à feu était une méthode conceptuellement plus familière à ses créateurs, la méthode de l’implosion ne l’était pas. En raison de la nature sans précédent d’une telle bombe, Oppenheimer a estimé qu’un test était nécessaire. Groves a d’abord hésité parce que le plutonium était à la fois cher et rare. Cependant, Groves a cédé et approuvé aller de l’avant avec un test.